專利名稱：一種變壓器電子溫控器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于通用的電力變壓器溫度控制領(lǐng)域，涉及一種變壓器電子溫控器。
背景技術(shù)：
用于變壓器溫度檢測(cè)和制冷風(fēng)機(jī)控制的電子溫控器是保證變壓器安全運(yùn)行的重 要裝置之一。目前變壓器溫度控制普遍采用PT100鉬電阻作為變壓器的溫度檢測(cè)傳感器， 采用單相或三相風(fēng)機(jī)作為溫度控制的執(zhí)行元件，采用微處理器對(duì)溫度傳感器采集的變壓器 溫度進(jìn)行計(jì)算處理，并根據(jù)采集到的變壓器溫度對(duì)制冷風(fēng)機(jī)進(jìn)行開關(guān)控制，輸出變壓器超 溫報(bào)警、溫度傳感器故障等報(bào)警信息以及超溫跳閘等控制信號(hào)。變壓器電子溫控器的工作流程為當(dāng)變壓器溫度高于設(shè)定的溫度(風(fēng)機(jī)啟動(dòng)溫 度)值時(shí)控制電路啟動(dòng)，打開制冷風(fēng)機(jī)。如溫度繼續(xù)上升，達(dá)到設(shè)定的超溫報(bào)警溫度點(diǎn)時(shí)， 啟動(dòng)超溫報(bào)警功能，發(fā)出超溫報(bào)警信息。如溫度進(jìn)一步上升，達(dá)到設(shè)定的超溫跳閘溫度點(diǎn) 時(shí)，為防止變壓器因溫度過(guò)高而損壞，溫控器將輸出超溫跳閘信號(hào)，可以通過(guò)跳閘來(lái)停止變 壓器的運(yùn)行。變壓器電子溫控器的基本功能包括以下幾個(gè)方面1)具有三相線包溫度的巡回顯示和最高相溫度顯示的切換功能。2)可根據(jù)設(shè)定的開風(fēng)機(jī)溫度和關(guān)風(fēng)機(jī)溫度自動(dòng)控制風(fēng)機(jī)的開啟和關(guān)閉，保證變壓 器在正常溫度下安全運(yùn)行。當(dāng)三相線包溫度中的最高相溫度超過(guò)開風(fēng)機(jī)溫度時(shí)，開啟風(fēng)機(jī)， 同時(shí)在溫控器面板上進(jìn)行相應(yīng)顯示。3)具有超溫報(bào)警功能。當(dāng)三相溫度中的最高相溫度達(dá)到超溫報(bào)警溫度時(shí)，溫控器 報(bào)警、通過(guò)開關(guān)量輸出端子和串行總線輸出超溫報(bào)警信號(hào)，同時(shí)在溫控器面板上進(jìn)行相應(yīng) 顯不。4)具有超溫跳閘功能，當(dāng)三相溫度中的最高相溫度達(dá)到超溫跳閘溫度時(shí)，溫控器 報(bào)警、通過(guò)開關(guān)量輸出端子輸出超溫跳間信號(hào)，控制斷路器切斷變壓器電源，避免變壓器繼 續(xù)超溫運(yùn)行。同時(shí)還可通過(guò)串行總線輸出超溫報(bào)警信號(hào)，并在溫控器面板上進(jìn)行相應(yīng)顯
7J\ o5)PT100傳感器任何一相有故障時(shí)，溫控器報(bào)警并輸出故障報(bào)警信號(hào)。7)手動(dòng)控制風(fēng)機(jī)功能，可手動(dòng)啟停風(fēng)機(jī)。8)定時(shí)開啟風(fēng)機(jī)的功能。9) “黑匣子”功能，將斷電時(shí)的變壓器三相溫度記錄在存貯器中，方便用戶查找掉 電原因。普通電力變壓器電子溫控器(系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1)大都具備以上功能，但不具備風(fēng)機(jī) 故障檢測(cè)和斷相保護(hù)功能，即制冷風(fēng)機(jī)過(guò)載或斷相時(shí)普通溫控器無(wú)法檢測(cè)到，而制冷風(fēng)機(jī) 過(guò)載或斷相運(yùn)行很容易造成風(fēng)機(jī)損壞，風(fēng)機(jī)損壞后若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)則變壓器將在無(wú)制冷措 施的情況下運(yùn)行，很容易造成變壓器溫度上升后停止運(yùn)行或損壞。為檢測(cè)制冷風(fēng)機(jī)故障并 實(shí)現(xiàn)三相風(fēng)機(jī)斷相保護(hù)功能，目前一般都是采用普通電力變壓器電子溫控器加上交流接觸
3器(或交流繼電器)和熱繼電器(或其它斷相檢測(cè)裝置)組成溫控箱的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，參見 圖2，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用不方便，而且無(wú)法進(jìn)行失電報(bào)警，功能存在局限性
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種變壓器電子溫控器，它使用方 便、功能齊全，具備風(fēng)機(jī)檢測(cè)、斷相保護(hù)和失電報(bào)警功能，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，便于安裝和維 護(hù)，在大大降低硬件成本的同時(shí)提高了溫控器的可靠性。本實(shí)用新型是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的變壓器電子溫控器，包括人機(jī)交互板和測(cè)控電路板，人機(jī)交互板設(shè) 有操作鍵盤和顯示器，測(cè)控電路板包括制冷風(fēng)機(jī)控制電路、溫控器人機(jī)接口電路、微處理器 系統(tǒng)、溫控器電源電路、變壓器溫度采集電路、串行通信接口電路，冷風(fēng)機(jī)控制電路連接三 相制冷風(fēng)機(jī)，溫控器人機(jī)接口電路連接人機(jī)交互板的操作鍵盤和顯示器，溫控器電源電路 連接電源，變壓器溫度采集電路連接電力變壓器，串行通信接口電路通過(guò)RS485線連接外 部監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，其特殊之處在于測(cè)控電路板還包括制冷風(fēng)機(jī)過(guò)載/斷相檢測(cè)電路和冷風(fēng)機(jī) 斷相保護(hù)電路；冷風(fēng)機(jī)斷相保護(hù)電路的輸入端連接微處理器系統(tǒng)，輸出端連接三相制冷風(fēng) 機(jī)；制冷風(fēng)機(jī)過(guò)載/斷相檢測(cè)電路連接微處理器系統(tǒng)，制冷風(fēng)機(jī)過(guò)載/斷相檢測(cè)電路輸入端 連接三相制冷風(fēng)機(jī)，輸出端連接制冷風(fēng)機(jī)過(guò)載/斷相報(bào)警電路和設(shè)備。本實(shí)用新型的變壓器電子溫控器，測(cè)控電路板還包括溫控器失電告警電路，溫控 器失電告警電路輸入端連接溫控器外部電源和溫控器電源電路，輸出端連接報(bào)警設(shè)備。本實(shí)用新型的工作原理變壓器溫度采集電路實(shí)時(shí)采集變壓器三相溫度，當(dāng)變壓器溫度高于設(shè)定的溫度 (風(fēng)機(jī)啟動(dòng)溫度)值時(shí)控制電路啟動(dòng)，打開制冷風(fēng)機(jī)。同時(shí)制冷風(fēng)機(jī)過(guò)載/斷相檢測(cè)電路 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀況，發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)過(guò)載或斷相運(yùn)行時(shí)由制冷風(fēng)機(jī)斷相保護(hù)電路切斷風(fēng)機(jī)電 源，防止因三相風(fēng)機(jī)局部短路造成過(guò)流以及斷相運(yùn)行而損壞風(fēng)機(jī)，同時(shí)發(fā)出風(fēng)機(jī)過(guò)載或斷 相報(bào)警信號(hào)告知電力系統(tǒng)運(yùn)行人員及時(shí)進(jìn)行處理。在溫控器的整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中，溫控器失電告警電路實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫控器系統(tǒng)工作電 壓，當(dāng)檢測(cè)到相關(guān)工作電壓異常時(shí)立即發(fā)出溫控器失電報(bào)警信號(hào)，告知電力系統(tǒng)運(yùn)行人員 及時(shí)進(jìn)行處理，有效避免因未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)溫控器失電而導(dǎo)致變壓器溫度失去控制的情況發(fā) 生。本實(shí)用新型與圖1所示系統(tǒng)的不同之處在于圖1所示的普通電力變壓器電子溫控器具備變壓器溫度采集、制冷風(fēng)機(jī)控制、 PT100傳感器故障報(bào)警、超溫報(bào)警、超溫跳間以及串行通信等功能，但不具備風(fēng)機(jī)故障檢測(cè) 和斷相保護(hù)等功能。本實(shí)用新型(圖3)除具備圖1所示普通電力變壓器電子溫控器具備 的全部功能外，還具備制冷風(fēng)機(jī)過(guò)載檢測(cè)和斷相保護(hù)功能，提高了變壓器溫度控制系統(tǒng)的 可靠性，可有效防止因三相風(fēng)機(jī)局部短路造成過(guò)流以及斷相運(yùn)行而損壞風(fēng)機(jī)，有效避免因 未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)制冷風(fēng)機(jī)故障而導(dǎo)致變壓器溫度上升的情況發(fā)生。同時(shí)本實(shí)用新型還具備溫控器失電報(bào)警功能，在供給溫控器的電源斷路或溫控器 本身電源故障的情況下，可向外提供溫控器失電報(bào)警信號(hào)，從而使系統(tǒng)運(yùn)行人員可以實(shí)時(shí) 掌握溫控器運(yùn)行情況，有效避免因未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)溫控器失電而導(dǎo)致變壓器溫度失去控制的情況發(fā)生。本實(shí)用新型與圖2所示系統(tǒng)的不同之處在于本實(shí)用新型將普通電力變壓器電子溫控器的溫度采集、風(fēng)機(jī)控制功能和風(fēng)機(jī)過(guò)載 檢測(cè)、斷相保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)電路集成在一塊測(cè)控電路板上，不必像圖2所示變壓器電子溫控 箱那樣需要在溫控器外部接線，同時(shí)也避免了使用溫控箱中采用的體積大且成本較高的電 氣元件，如交流接觸器/交流繼電器、熱繼電器/其它斷相檢測(cè)裝置等。本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)緊湊，體積小，便于安裝和維護(hù)，在大大降低硬件成本的同時(shí)提高了溫控器的可靠性。有 效克服了圖2所示系統(tǒng)成本高、可靠性差的缺陷。本實(shí)用新型的變壓器電子溫控器，除具備普通溫控器的所有功能外，還具備制冷 風(fēng)機(jī)過(guò)載檢測(cè)和斷相保護(hù)功能，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)制冷風(fēng)機(jī)三相繞組的電壓和電流，當(dāng)有一相 /多相電壓或電流超過(guò)設(shè)定值時(shí)，溫控器立刻切斷制冷風(fēng)機(jī)的三相電源并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 提高了變壓器溫度控制系統(tǒng)的可靠性，可有效防止因三相風(fēng)機(jī)局部短路造成過(guò)流以及斷相 運(yùn)行而損壞風(fēng)機(jī)，有效避免因未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)制冷風(fēng)機(jī)故障而導(dǎo)致變壓器溫度上升的情況發(fā) 生。本溫控器還具備溫控器失電報(bào)警功能，在供給溫控器的外部電源斷路或溫控器本 身電源故障的情況下，可向外部提供溫控器失電報(bào)警信號(hào)，從而使系統(tǒng)運(yùn)行人員可以實(shí)時(shí) 掌握溫控器運(yùn)行情況，有效避免因未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)溫控器失電而導(dǎo)致變壓器溫度失去控制的 情況發(fā)生，更好的保證無(wú)人值守供電系統(tǒng)安全。另外，本溫控器將普通電力變壓器電子溫控器的溫度采集測(cè)量、風(fēng)機(jī)控制功能和 風(fēng)機(jī)過(guò)載/斷相檢測(cè)、斷相保護(hù)、失電報(bào)警等功能實(shí)現(xiàn)電路集成在一塊測(cè)控電路板上，系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，便于安裝和維護(hù)，在大大降低硬件成本的同時(shí)提高了溫控器的可靠性。

圖1為現(xiàn)有的普通電力變壓器電子溫控器示意圖。圖2為現(xiàn)有的具備風(fēng)機(jī)檢測(cè)和 斷相保護(hù)功能的變壓器電子溫控箱示意圖。圖3為本實(shí)用新型的具備風(fēng)機(jī)檢測(cè)和斷相保護(hù) 功能的變壓器電子溫控器示意圖。
具體實(shí)施方式
附圖為本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施例。本實(shí)用新型的變壓器電子溫控器，包括人機(jī)交互板和測(cè)控電路板，人機(jī)交互板設(shè) 有操作鍵盤和顯示器，測(cè)控電路板包括制冷風(fēng)機(jī)控制電路、溫控器人機(jī)接口電路、微處理器 系統(tǒng)、溫控器電源電路、變壓器溫度采集電路、串行通信接口電路，冷風(fēng)機(jī)控制電路連接三 相制冷風(fēng)機(jī)，溫控器人機(jī)接口電路連接人機(jī)交互板的操作鍵盤和顯示器，溫控器電源電路 連接電源，變壓器溫度采集電路連接電力變壓器，串行通信接口電路通過(guò)RS485線連接外 部監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，其特殊之處在于測(cè)控電路板還包括制冷風(fēng)機(jī)過(guò)載/斷相檢測(cè)電路和冷風(fēng)機(jī) 斷相保護(hù)電路；冷風(fēng)機(jī)斷相保護(hù)電路的輸入端連接微處理器系統(tǒng)，輸出端連接三相制冷風(fēng) 機(jī)；制冷風(fēng)機(jī)過(guò)載/斷相檢測(cè)電路連接微處理器系統(tǒng)，制冷風(fēng)機(jī)過(guò)載/斷相檢測(cè)電路輸入 端連接三相制冷風(fēng)機(jī)，輸出端連接制冷風(fēng)機(jī)過(guò)載/斷相報(bào)警電路和設(shè)備。測(cè)控電路板還包 括溫控器失電告警電路，溫控器失電告警電路輸入端連接溫控器外部電源和溫控器電源電路，輸出端連接報(bào)警設(shè)備。本實(shí)用新型的變壓器電子溫控器采用PT100鉬電阻溫度傳感器采集變壓器的三 相溫度(干式變壓器)或油溫(油浸式變壓器)，采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)A/D (模/數(shù))轉(zhuǎn)換后 由十六位微處理系統(tǒng)進(jìn)行非線性校準(zhǔn)等處理，處理好的數(shù)據(jù)送到人機(jī)交互板進(jìn)行顯示，同 時(shí)可通過(guò)RS485總線送往后臺(tái)監(jiān)控軟件。當(dāng)溫度超過(guò)用戶設(shè)置值時(shí)，進(jìn)行超溫報(bào)警、超溫跳 閘等報(bào)警并對(duì)變壓器制冷風(fēng)機(jī)進(jìn)行相關(guān)操作；當(dāng)風(fēng)機(jī)過(guò)載或斷相運(yùn)行時(shí)由制冷風(fēng)機(jī)斷相保 護(hù)電路切斷風(fēng)機(jī)電源，防止因三相風(fēng)機(jī)局部短路造成過(guò)流以及斷相運(yùn)行而損壞風(fēng)機(jī)；當(dāng)溫 控器失電時(shí)發(fā)出溫控器失電報(bào)警信號(hào)通知系統(tǒng)運(yùn)行人員及時(shí)處理。十六位微處理系統(tǒng)還可 根據(jù)用戶設(shè)置實(shí)現(xiàn)最高溫度記錄、掉電溫度記錄以及風(fēng)機(jī)定時(shí)啟動(dòng)等功能。十六位微處理系統(tǒng)采用德州儀器公司的MSP430系列單片機(jī)作為主控制芯片。 MSP430系列單片機(jī)是一個(gè)16位的單片機(jī)，采用了精簡(jiǎn)指令集(RISC)結(jié)構(gòu)，具有豐富的尋 址方式(7種源操作數(shù)尋址、4種目的操作數(shù)尋址)、簡(jiǎn)潔的內(nèi)核指令以及大量的模擬指令； 大量的寄存器以及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器都可參加多種運(yùn)算；還有高效的查表處理指令；有較高 的處理速度，在8MHz晶體驅(qū)動(dòng)下指令周期為125ns。這些特點(diǎn)保證了可編制出高效率的源 程序。MSP430系列單片機(jī)集成了較豐富的片內(nèi)外設(shè)，包括看門狗、模擬比較器、定時(shí)器、串 口、硬件乘法器、液晶驅(qū)動(dòng)器等。這些片內(nèi)外設(shè)為溫控器有效完成變壓器三相溫度(或油 溫)及環(huán)境溫度的采集、處理、超溫報(bào)警、超溫跳間、最高溫度記錄、掉電溫度記錄、風(fēng)機(jī)定 時(shí)啟動(dòng)以及制冷風(fēng)機(jī)過(guò)載檢測(cè)和斷相保護(hù)、溫控器失電告警等功能提供了極大的方便。本溫控器的實(shí)現(xiàn)電路均采用工業(yè)級(jí)芯片，采用高性能16位微處理器，具有很好的 穩(wěn)定性和精確度，功能強(qiáng)、操作方便，電路性能優(yōu)越，抗干擾能力強(qiáng)，能夠適應(yīng)較為惡劣的工 作環(huán)境，運(yùn)行可靠?？蓮V泛應(yīng)用于35千伏以下等級(jí)電力變壓器的溫度控制領(lǐng)域。本變壓器電子溫控器采用的技術(shù)包括數(shù)據(jù)采集技術(shù)、微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、數(shù)據(jù) 存貯技術(shù)、I2C總線調(diào)整與存儲(chǔ)技術(shù)、電磁抗干擾技術(shù)、串行數(shù)據(jù)通信技術(shù)、PT100非線性校 準(zhǔn)技術(shù)和軟件可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)等。
權(quán)利要求一種變壓器電子溫控器，包括人機(jī)交互板和測(cè)控電路板，人機(jī)交互板設(shè)有操作鍵盤和顯示器，測(cè)控電路板包括制冷風(fēng)機(jī)控制電路、溫控器人機(jī)接口電路、微處理器系統(tǒng)、溫控器電源電路、變壓器溫度采集電路、串行通信接口電路，冷風(fēng)機(jī)控制電路連接三相制冷風(fēng)機(jī)，溫控器人機(jī)接口電路連接人機(jī)交互板的操作鍵盤和顯示器，溫控器電源電路連接電源，變壓器溫度采集電路連接電力變壓器，串行通信接口電路通過(guò)RS485線連接外部監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，其特征在于測(cè)控電路板還包括制冷風(fēng)機(jī)過(guò)載/斷相檢測(cè)電路和冷風(fēng)機(jī)斷相保護(hù)電路；冷風(fēng)機(jī)斷相保護(hù)電路的輸入端連接微處理器系統(tǒng)，輸出端連接三相制冷風(fēng)機(jī)；制冷風(fēng)機(jī)過(guò)載/斷相檢測(cè)電路連接微處理器系統(tǒng)，制冷風(fēng)機(jī)過(guò)載/斷相檢測(cè)電路輸入端連接三相制冷風(fēng)機(jī)，輸出端連接制冷風(fēng)機(jī)過(guò)載/斷相報(bào)警電路和設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器電子溫控器，其特征在于測(cè)控電路板還包括溫控器 失電告警電路，溫控器失電告警電路輸入端連接溫控器外部電源和溫控器電源電路，輸出 端連接報(bào)警設(shè)備。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種變壓器電子溫控器，包括人機(jī)交互板和測(cè)控電路板，人機(jī)交互板有操作鍵盤和顯示器，測(cè)控電路板有制冷風(fēng)機(jī)控制電路、溫控器人機(jī)接口電路、微處理器系統(tǒng)、溫控器電源電路、變壓器溫度采集電路、串行通信接口電路，測(cè)控電路板還包括制制冷風(fēng)機(jī)過(guò)載/斷相檢測(cè)電路和冷風(fēng)機(jī)斷相保護(hù)電路；冷風(fēng)機(jī)斷相保護(hù)電路的輸入端連接微處理器系統(tǒng)，輸出端連接三相制冷風(fēng)機(jī)；制冷風(fēng)機(jī)過(guò)載/斷相檢測(cè)電路連接微處理器系統(tǒng)，制冷風(fēng)機(jī)過(guò)載/斷相檢測(cè)電路輸入端連接三相制冷風(fēng)機(jī)，輸出端連接制冷風(fēng)機(jī)過(guò)載/斷相報(bào)警電路和設(shè)備。有益效果是將溫控器的溫度采集測(cè)量、風(fēng)機(jī)控制和風(fēng)機(jī)過(guò)載/斷相檢測(cè)、斷相保護(hù)、失電報(bào)警等功能于一身，成本低，可靠性高。
文檔編號(hào)G05D23/20GK201765524SQ20102051844
公開日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月7日
發(fā)明者劉坤, 宋宗良, 王中強(qiáng), 田衛(wèi)東, 白峰君, 陳玉國(guó) 申請(qǐng)人:山東達(dá)馳電氣有限公司