王维飞
浙江大唐乌沙山发电有限责任公司
摘 要
变压器是关键的电气设备,变压器的安全性运作事关工业生产、农牧业、国防安全、文化教育、高新科技等各个领域,及其现代生活、服务业等,关联着社会经济的各个领域。因此,电力公司应安排有关专业工作人员,定期巡检。为了更有效地控制电力设备的运行状态,运用高科技手段排查安全隐患，早期排除故障，防止电气事故,有效保证安全可靠的电力系统稳定运行。检测变压器的油温与液位的各项数据,是确保变压器可以正常运行的重要保证。
关键词 ：变压器；油温检测；液位检测；单片机
1.1课题的背景和意义
变压器做为大家平时生产制造和日常生活用电的关键电气设备,给长距离电力运输和工作电压变换做出巨大的贡献。变压器在电气设备中运用普遍,与之有关的各种各样制冷技术性也呈快速发展的趋势。变压器在工作中时因为电磁感应的持续变换,有一部分的能量损耗,这些能量转化为热能,是变压器的温度慢慢上升。变压器的假如长期性处于温度过高自然环境下,其一部分原材料会因为温度过高造成主要参数的转变,进而危害工作效能。油变式变压器仍是现如今电力网运行中的主要产品。这类种类的变压器在一切正常运行时,变压器的內部电子器件,如绕阻、铁芯等持续耗损造成发热量。这种发热量促使变压器內部各元器件温度升高, 当其工作中温度超出指标值温度值,长期性工作中在这类自然环境将危害到变压器內部绝缘层材料的使用期。因此,以便使变压器能长期性一切正常运行,务必选用一定的制冷方式 减少温度,把温度控制在一定范畴。
变压器它的冷却方式最主要是这三种:第一种称为油浸自冷式,当变压器的容积超出 2000KVA 时,必须的输油管多,箱壁布局下不来时能够 制成拆式的散热器, 像这样的油箱称为散热式油箱。第二种就是油浸风冷机,选用这种冷却方法的变压器的容量一般都在 5000KVA 以上。第三种是逼迫循环系统冷却式,就是当变压器的容积到了 100MVA 时,汽油泵让滚油进行了专业的冷却器冷却之后再送回变压器的油箱里。务必根据适度操纵变压器的冷却机器设备起动或终止,以确保变压器一切正常运作对油温的规定变压器的温度并不是平稳的量,当其工作中的工作温度产生变化,变压器工作中的输出功率发生改变时,变压器油温也会遭受危害而造成转变。因此，当发觉变压器的油温过高的时候,必须采取有效减温对策对其减温。因而,对变压器油温的精确检验对确保变压器的安全性平稳运行起着尤为重要的功效。
1.2设计任务和要求
运用油温和液位传感器、运算放大器、A/D 变换器和单片机对变压器中的油温和油液位进行检测，其中油温的测量范围控制在 0-192 摄氏度，液位的变化范围
0-2 米，保证测量的精度在±1%之内。
1.2.1系统总体设计框图
系统的总体他们的功能有以下几个方面：
1.设计直流+5V 电源，主要是用来给系统的各部分硬件电路进行供电。
2.通过温度传感器将温度信息转换为模拟电压信号。
3.液位传感器液位信息转换为电压模拟信号。
4.传感器输出的模拟信号通过 ADC0809 转换输出数字信号发送到单片机。
5.STC89C51 进行温度和液位数据信息的接收，对数据进行处理，并输送到显示器上。
6.当单片机设计检查液位和温度超过时，部分被动蜂鸣器将由单片机设计的驱动器的 LED 灯打开和关闭报警。
1.2.2核心硬件的介绍单片机 STC89C51
单片机不单能够有效的处理数据，而且还是一个控制功能很强的芯片，只要连接上少量的设备或者驱动电路，就能够构成一个简单的系统，能满足一些基本要求。单片机主要有五大基础部分组成:微处理器(计算电路和控制电路)、内部程序存储设备、数据信息存储芯片、I/O 处理口、计时器、计数器。STC89C51 单片机做为本次硬件配置电路设计方案中的控制关键,根据对他的设计方案端口号控制别的的电路。
STC89C51 是一种低能耗和性能卓越的单片机,其共有128B 的数据储存,来储放载入的数据信息,在 I/O 插口上单片机共有 4 个八位并行处理的接口,此外还留出一个串行接口以完成单片机于别的机器设备中间的数据信息传输。以便根据对单片机的程序编写来完成定时执行和计数,单片机设定了五个中断源,可完成中断控制,用来控制运用。
1.3硬件电路各模块设计
1.3.1电源电路设计
该系统的软件电源系统是将电压 220VAC 通过交流变压器降低到 12V 和 5V。经过整流器 BR1 整流器后，通过三端稳压器 LM7812 和 LM7805 获得 VCC（12V 和 5V）。电容器 C4 和 C6 充当滤波器，而 C5 和 C7 是旁路电容器以抑制这种影响。
1.3.2单片机晶振电路设计
时钟电源电路使用 12MHz 的晶体振荡器电源电路。由于 ADC0809 工作时时钟的最大操作值为 12MHz，因此 ALE 引脚除以 2 的单芯片设计方案为 500KHz。XTAL1： 振荡器的输入沿反方向增加，内部时钟操作中的电源电路输入。XTAL2：从振荡器的反向输出获得。XTAL1 脚是内部反相放大器的输入端，XTAL2 则是放大器的输出端。它充当与外部电容器的电感电抗，以产生串联谐振，从而使反馈调节放大器保持波动。选择的电容器是高压陶瓷电容器，因为对于工作在 12MHZ 的晶体振荡器电路，可以获得出色的实际结果。
1.3.3传感器的接口电路设计
在设计中选择的LM 温度传感器和DATA-51 压力传感器是可以感应绝缘油和软液位来显示出不同的电压。电压值的大小范围是 0.5-4.9v，可以方便于长距离传输。在设计方案中，将电阻的 1 和 3 引脚分别连接到 9V 电压和地线，并调节滑块2 以很好地获得电压。可以用电位器变化模拟传感器的检测值。
1.3.4报警电路设计
电路由一个电阻和三极管以及一个蜂鸣器组成报警电路。蜂鸣器主要的作用是来提示状态信息。当设置的温度跟当前的温度相比相差过大时，蜂鸣器将会报警，用此方式来用户给警示。如果当前水平高于设置的上限或低于下限警报，当设置的温度跟当前的温度相比相差过大时，蜂鸣器将会报警，用此方式来用户给警示。
1.3.5按键电路设计
按键是一种经常会见到，最普通的单片机输入信号，它一般连接在I/O 口上， 在设计中选择将电源电路的 P1.1 用作按键电路来作为启动开关，合上就启动，关闭就停止。
2.硬件电路总结
在本章中，将详细描述系统的硬件电路，电路原理以及集成 IC 的一部分的作用。根据该方案的设计，我们掌握了许多基本的硬件电路原理，基本概念和工作特性，并分别绘制电路设计图。
3.软件设计总结
在本章中，主要描述了软件开发的一些状态，也说了软件中的一些功能。根据程序本身的状态，分成了四个模块。进行了一些简单的注解，主要根据流程图的可视化显示每个控制模块的有效性以及程序运行的全过程。在软件开发的过程当中，用 Keil 来编写，然后把编写好的编译为程序，检查是有没有存在错误，如果没有发现错误，设置晶体振荡器电路的频率，将编译后的程序转换为 Hex 文件。在整个过程中，我从了解单片机和电路设计的应用以及用 Keil 软件的编程，学到了许多的知识，从中受益匪浅。
4.联机调试总结
联合调试是设计硬件电路的一个非常重要的阶段。他的调试结果立即反映了硬件和软件调试的水平以及对日常任务的理解。对 STC89C51 单片机的 C 语言有了很大的了解，在和同学的交流的过程中提高了自己。
参考文献
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