电力变压器温度数据采集子系统的设计

220kv变电站监控部分初步设计220kV变电站监控部分初步设计1. 引言本文档旨在提供对220kV变电站监控部分的初步设计方案进行说明。

该方案将通过引进先进的监控设备和技术，实现对变电站各个环节的实时监控、故障诊断和数据分析，以提高运行效率和安全性。

2. 设备选型及布局2.1 主要监控设备根据变电站的特点和需求，我们选用以下主要监控设备：- 气体绝缘开关设备状态监控系统：用于实时监测开关设备的状态、温度、湿度等信息，并发出报警信号。

- 变压器运行监测系统：通过传感器实时监测变压器温度、油位、湿度等参数，以及变压器振动、失效等异常情况。

- 电力质量监测系统：用于监测电压、电流、功率因数等电力质量参数，以及检测电网波动、谐波等问题。

- 火灾报警系统：通过传感器实时监测变电站内部和周边环境的温度、烟雾等指标，一旦发现火灾隐患，立即发出报警信号。

- 视频监控系统：布设摄像头，实时监控变电站的安全状况，以及记录并保存关键事件。

2.2 设备布局根据变电站的具体布局和设备分布情况，我们将在关键位置布设监控设备，包括：- 变压器区：安装变压器温度、油位、湿度传感器，以及变压器振动传感器。

- 开关柜区：布设开关柜状态监控系统，监测开关设备的状态和参数。

- 电区：设置电运行监测系统，实时监测电的状态和性能。

- 火灾风险区：安装火灾报警系统的传感器，对变电站内部和周边区域进行监控。

3. 数据采集与传输为了实现对监控设备采集的数据进行实时处理和分析，我们将采用以下数据采集和传输方案：- 数据采集：使用传感器和监控设备对各个参数进行实时采集，并通过本地数据处理装置进行预处理和过滤，以提高数据质量。

- 数据传输：利用网络技术，将采集到的数据传输至中央监控中心，并实现与各个监控设备的远程通信，以便监测和控制。

4. 中央监控中心为了对变电站监控设备的数据进行管理、分析和展示，我们将建立一个中央监控中心，具体功能包括：- 数据管理：对采集的监控数据进行集中存储和管理，实现数据的历史记录和查询功能。

Telecom Power Technology运营维护技术基于电气自动化的变压器故障诊断与检修系统设计 2024年3月25日第41卷第6期223 Telecom Power TechnologyMar. 25, 2024, Vol.41 No.6宗克柱：基于电气自动化的变压器故障诊断与检修系统设计和数据挖掘算法，深度整合与智能分析海量实时监测数据，从而准确刻画出变压器当前的工作状态，为故障预警和状态评估提供科学依据。

系统运用机器学习等方法训练传感器数据，建立不同部位参数的精确预测模型。

例如，变压器高压侧温度函数为 ()()hp sin e ktT t a wt b c ϕ=+++ （1）式中：a 、b 、c 、w 、φ及k 为模型参数；t 为时间。

当T hp (t )大于阈值时，系统判断为异常过热并启动预警。

该函数充分考虑温度的周期性、递增性及随机性，利用大数据训练可以准确预测温度变化趋势。

通过类似方法建立振动、气体含量等参数模型，实现对变压器故障的自动预测和早期预警。

2.2　智能故障诊断模块智能故障诊断模块则巧妙结合了深度学习、专家系统以及云计算等尖端科技手段，致力于实现对变压器潜在故障的全自动识别与精准定位[3]。

该模块直接对接实时更新的数据库监测数据流，其工作流程包括应用卷积神经网络技术对收集的各项监测参数进行全面深入的特征抽取与综合集成，进而搭建变压器的高精度数字化状态评估模型。

这一模型能够有效解析并预测各种故障模式及其演变趋势，从而为早期预警和及时维修决策提供有力的数据支持和技术保障。

例如，输入原始监测数据矩阵X ∈R n ×m ，通过卷积层、池化层等提取高维抽象特征 ()()F f W ol σ==+X X （2）式中：W 和ol 为网络参数；f 为非线性激活函数；F 为经过卷积层、池化层等操作后得到的输出特征映射图；σ为激活函数。

经过训练，模型f 能够自动学习数据中的故障特征，实现对故障模式的识别，如断股、击穿等短路故障，或者气体排放量指标H 2超限诊断接地故障。

10kv电⼒变压器状态参量监测系统设计毕业论⽂10kv电⼒变压器状态参量监测系统设计毕业论⽂⽬录0引⾔ (1)1 绪论 (2)1.1⽬的和意义 (2)1.2国内外发展现状 (3)1.3 变压器原理 (4)2 10kV电⼒变压器状态参量监测系统总体设计⽅案 (5)2.1在线监测系统的组成 (5)2.2 功能设计⽅案 (6)3 10kV电⼒变压器状态参量监测系统硬件电路设计 (8)3.1 电流信号的提取部分 (9)3.2 电压电流互感器原理和使⽤ (9)3.2.1电压互感器⼯作原理 (10)3.2.2电流互感器⼯作原理 (11)3.3 电压互感器的选择和采样电路设计 (12)3.3.1 JDZW-10型电压互感器的性能和特性概述 (12)3.3.2电压互感器采样和测量电路设计 (13)3.4 电流互感器的选择和电路设计 (14)3.4.1 LBZ-10型电流互感器技术指标 (14)13.4.2电流互感器采样和测量硬件电路设计 (15)3.5 DS18B20温度检测系统设计 (16)3.6限流电阻单元 (18)3.7 ADC0832采样电路设计 (19)3.7.1外部引脚及其说明 (20)3.7.2单⽚机对ADC0832的控制原理 (20)3.7.3 ADC0832典型应⽤ (22)3.8 LCD1602液晶显⽰部分 (24)3.9抗电磁⼲扰 (26)3.10单⽚机最⼩系统设计 (26)3.10.1晶振电路 (29)3.10.2 STC89C52的并⾏I/O⼝详细说明 (30)3.11键盘操作部分 (31)3.11.1键盘 (31)3.12信号传输部分 (33)3.13 SIM300C模块 (33)3.14 SIM卡接⼝ (33)4 10kV电⼒变压器状态参量监测系统软件设计 (34)4.1软件控制部分流程图 (34)4.2 ADC0832⼦程序流程图 (35)4.3延时⼦程序流程图 (36)5总结 (37)2致谢 (38)参考⽂献 (39)附录A译⽂ (40)附录B (51)3辽宁⼯程技术⼤学毕业设计（论⽂）0 引⾔变压器作为电⼒系统的枢纽设备，其运⾏可靠性直接影响电⼒系统的安全运⾏。

电力变压器状态监测系统设计电力变压器作为电能传递的重要设备，其安全稳定运行对电网运行和供电质量具有重要影响。

为了确保电力变压器的正常运行和防止事故的发生，电力变压器状态监测系统被广泛应用于电力系统中。

本文将针对电力变压器状态监测系统的设计进行详细探讨，包括系统整体框架、监测参数选取、数据采集与处理以及故障诊断等方面。

一、系统整体框架电力变压器状态监测系统的整体框架主要包括监测装置、数据采集与传输、数据处理与分析以及显示与报警等模块。

监测装置是整个系统的核心部分，用于实时采集变压器的运行参数。

常用的监测参数包括变压器温度、绕组电流、液位、气体浓度等。

监测装置可采用传感器和智能仪器等设备，通过安装在变压器不同位置的传感器实时获取变压器的运行数据，并将数据传输给数据采集与传输模块。

数据采集与传输模块负责采集从监测装置中获取的数据，并进行初步的数据处理和分析。

数据传输方式可选择有线或无线方式，常见的有线方式包括RS485和以太网，无线方式包括蜂窝网络和无线传感器网络。

采集的数据应具备高精度和高可靠性，并确保数据的稳定传输。

数据处理与分析模块对采集到的数据进行处理和分析，可应用数据挖掘和机器学习等技术，提取数据中的有效信息，发现潜在的故障特征和趋势，以及进行故障诊断和预测。

该模块的算法和模型设计直接影响到系统的性能和准确性。

显示与报警模块用于将处理后的数据以可视化的方式展示给用户，并在出现异常和故障时及时发出报警信号。

用户可以通过画面上的曲线、指标和图像等信息直观地了解变压器的状态，并根据报警信息及时采取相应措施。

二、监测参数选取变压器的监测参数应包括对变压器运行情况全面准确的反映。

常用的监测参数包括温度、绕组电流、液位、气体浓度等。

1. 温度：变压器温度是评估变压器运行情况的重要指标。

通过安装温度传感器在冷却系统、绕组和油箱等位置进行实时监测，可以检测运行温度是否超出额定范围，并及时发出报警。

2. 绕组电流：变压器绕组电流反映了变压器的负荷状况。

电力变压器在线检测系统设计电力变压器在线检测系统设计随着工业化进程的加速，电力供应已成为现代化社会的基本需求。

而电力变压器则是电力传输和分配过程中不可或缺的一种设备，它扮演着电流互换和电能转化的重要角色。

变压器的安全、稳定运行直接关系到电力的质量和供应的可靠性。

因此，建立变压器在线检测系统，可以有效地提高变压器运行的可靠性和安全性。

一、检测内容电力变压器在线检测系统主要包括变压器的运行参数和状态检测、油质检测、法拉第电流检测、局部放电检测等多项内容。

电力变压器的运行参数和状态检测，包括电压、电流、温度、湿度、水平、震动等参数的检测，以及变压器绝缘系统的监测，通过实时监测这些参数，可以及时了解变压器的运行状态，及提前发现异常情况。

变压器的油质检测，是通过检测变压器油中含气量、水分、酸值等参数，来判断变压器油的质量是否达到规定标准，及时了解油清洗换油等质量要求。

法拉第电流检测，通过检测变压器铁芯中的法拉第电流，及时发现变压器的内部故障，避免故障扩大损坏变压器。

局部放电检测，检测变压器内部绝缘系统的局部放电情况，能够及早发现变压器绝缘系统的故障隐患，防止局部放电引发的故障扩大和损害变压器。

二、系统设计电力变压器在线检测系统一般分为控制中心和分散式检测装置两部分。

控制中心的主要功能是实时监测变压器的运行状态、接收和处理来自分散式检测装置的变压器参数数据，通过数据分析和处理，检测变压器的状态是否正常，对异常情况进行报警处理；分散式检测装置主要功能是对变压器运行的多项参数进行实时检测和监控，并将检测到的数据传输给控制中心进行处理和分析。

在系统设计过程中，需要考虑以下几方面的因素：1. 检测点布置：要确定在变压器的哪些位置设置检测点，既要充分考虑检测的内容，同时又不能影响变压器的正常运行。

2. 检测范围：要根据变压器的功率和类型，确定在线检测系统的检测参数范围，以确保检测的准确性和可靠性。

3. 数据采集和传输方式：要选择合适的数据采集和传输方式，确保数据采集的准确性和实时性。

硕士论文基于红外测温技术的电力变压器过热故障在线监测系统的设计与开发学位论文基于红外测温技术的电力变压器过热故障在线监测系统的设计与开发申请学位级别硕士专业名称检测技术与自动化装置学位授予单位和日期南京理工大学答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。

I声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。

与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。

研究生签名：年月日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。

对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。

研究生签名：年月日II硕士论文基于红外测温技术的电力变压器过热故障在线监测系统的设计与开发摘要变电站电力变压器是电力系统的核心设备，所以它在现代电气设备的运行和维护中占有重要地位，对于其存在的故障隐患，通常采用人工定期巡检的方法，但这种方法费时费力，如今在电力行业大规模使用的是变压器在线监测技术，这种技术能够节省大量人力物力，而且使得变压器的维护质量得到质的飞跃。

红外检测技术是“九五”国家科技成果重点推广项目，是实现我国电力系统从计划检修向预知状态检修改革的重要手段，本课题的最终目的就是利用红外热像仪对某市供电局的110KV的变压器实施24小时不间断在线监测，利用热像仪采集的数据实施智能化超温报警，并将数据上传至远程服务器，实现对该变电站的远程监控。

本课题首先分析影响热像仪测温准确性的因素，然后对某市供电局的变压器运行环境进行了考察，选择了适合本课题的热像仪，利用与购买的热像仪配套的软件开发包开发适合本系统的后台处理软件。

基于单片机的升压变压器冷却控制系统的设计1. 引言升压变压器是电力系统中常用的一种设备，用于将低电压升高到高电压，以满足远距离输电和供电需求。

然而，由于变压器在工作过程中会产生大量的热量，如果不及时冷却，会导致设备过热甚至损坏。

因此，设计一种高效可靠的冷却控制系统对于保证变压器正常运行至关重要。

本文将基于单片机技术对升压变压器冷却控制系统进行设计和研究。

2. 升压变压器工作原理及冷却需求分析升压变压器通过互感原理将低电平输入转换为高电平输出。

在工作过程中，由于铁芯和线圈等部件存在损耗，会产生大量热量。

如果不及时散热，温度将不断上升并可能损坏设备。

因此，在设计冷却控制系统时需要考虑以下几个方面：- 温度监测：通过温度传感器实时监测变压器温度，以便及时采取散热措施。

- 散热方式：常用的散热方式包括自然冷却和强制冷却。

自然冷却适用于小型变压器，而强制冷却适用于大型变压器。

- 散热控制：根据变压器的温度和负载情况，控制散热设备的开关以实现最佳散热效果。

- 节能考虑：在设计冷却控制系统时，应考虑节能因素，减少能耗。

3. 单片机在冷却控制系统中的应用单片机是一种集成电路芯片，具有处理能力强、体积小、功耗低等优点。

在升压变压器冷却控制系统中，单片机可以实现温度监测、散热设备控制等功能。

具体应用包括：- 温度监测：通过单片机与温度传感器进行连接，并采集传感器输出的温度数据。

通过对数据进行处理和分析，可以实时监测变压器温度，并根据设定阈值进行报警或自动调节。

- 散热设备控制：单片机可以控制散热设备（如风扇、散热片等）的开关，根据温度和负载情况进行智能控制。

当温度过高或负载过大时，单片机可以自动启动散热设备以加强散热效果。

- 节能控制：通过单片机的智能控制，可以根据实际情况调整散热设备的工作状态，以达到节能的目的。

4. 升压变压器冷却控制系统设计方案基于以上分析和需求，设计了一种基于单片机的升压变压器冷却控制系统。