【正文】 當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時，氣體產(chǎn)生的速度較緩慢，氣體上升至儲油柜途中首先積存于瓦斯繼電器的上部空間 ， 使油面下降 ， 浮筒隨之下降而使水銀接點閉合 ， 當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時 ， 則產(chǎn)生強(qiáng)烈的瓦斯氣體 ， 油箱內(nèi)壓力瞬時突增，產(chǎn)生很大的油流向油枕方向沖擊 ， 因油流沖擊檔板 ， 檔板克服彈簧的阻力 ， 帶動磁鐵向干簧觸點方向移動 ， 使水銀觸點閉合 ， 按鍵電路將水銀觸點閉合信息傳入 CPU中進(jìn)行處理、計算，之后發(fā)出報 警，并關(guān)斷相應(yīng)開關(guān)。 JMP START。 MOV ， P1。 流程圖設(shè)計 主程序流程圖設(shè)計 主程序功能是將繼電器程序、按鍵程序與數(shù)據(jù)程序結(jié)合在一起檢驗是否發(fā)生故障，靈敏水銀觸點是否閉合 ，閉合則報警，反之則不報警， 主程序流程圖如圖 ： 圖 主流程圖 本科生課程設(shè)計（論文） 14 模擬量檢測流程圖設(shè)計 89C51單片機(jī)獨立式按鍵子程序流程圖，如圖 。 7 號鍵功能程序 PROM7： ????????? JMP START 。檢測 5 號鍵是否按下，按下轉(zhuǎn) JNB ， K6 。 MOV P0， A 。 瓦斯保護(hù)儀 檢測接口電路設(shè)計 獨立式按鍵電路 選擇 因為 CPU 不能直接接收模擬量信號，所以 需要按鍵電路把開關(guān)關(guān)斷訊號傳入CPU 中 ，發(fā)出警報。片內(nèi)振蕩器的振 蕩頻率非常接近晶振頻率，一般多在 ～24MHz 之間選取。如圖 ： P 1. 01P 1. 23P 1. 12P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78R E S E T9P 3. 010P 3. 111P 3. 313P 3. 212P 3. 414P 3. 515P 3. 616P 3. 717X T A L 119X T A L 218V S S20P 2. 021P 2. 122P 2. 223P 2. 324P 2. 425P 2. 526P 2. 627P 2. 728P S E N29A L E30EA31P 0. 732P 0. 633P 0. 534P 0. 435P 0. 336P 0. 237P 0. 138P 0. 039V C C4089 c 51D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE11 74 L S 37 3A010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A 1021A 1123A 122C S 120C S 226WE27OE22D011D112D213D315D416D517D618D71962 6 4 圖 89C51 與 6264 的擴(kuò)展 本科生課程設(shè)計（論文） 7 復(fù)位電路設(shè)計 復(fù)位操作可以使單片機(jī)初始化，也可以使死機(jī)狀態(tài)下的單片機(jī)重新啟動，因此非常的重要。僅供用戶作為輸入輸出用的端口。在執(zhí)行片內(nèi)程序存儲器指令時，不產(chǎn)生 PSEN 信號，在訪問外部數(shù)據(jù)時，亦不產(chǎn)生 PSEN 信號。在片內(nèi)接 至振蕩器的反相放大器輸出端和內(nèi)部時鐘發(fā)生器輸入端。如果是嚴(yán)重故障，油流會沖擊擋板，使之偏轉(zhuǎn)，并帶動擋板 后的連動桿向上轉(zhuǎn)動，挑動與水銀接點卡環(huán)相連的連動環(huán)，使水銀接點分別向與油流垂直的兩側(cè)轉(zhuǎn)動，兩水銀接點同時接通，使開關(guān)跳閘或發(fā)出信號。 在瓦斯保護(hù)裝置中，反應(yīng)這些特性的基本器件是瓦斯 繼電器。 （ 6）過勵磁保護(hù) 高電壓側(cè)電壓為 500KV 及以上的變壓器，對頻率降低和電壓升高而引起的變壓器勵磁電流的升高，應(yīng)裝設(shè)過勵磁保護(hù)。 根據(jù)上述故障類型和不正常運(yùn)行狀態(tài)，變壓器應(yīng)裝設(shè)以下保護(hù)： （ 1）瓦斯保護(hù) 對于變壓器油箱內(nèi)的各 種故障以及油面的降低，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，它反應(yīng) 于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動作，同時也能反應(yīng)繞組的開焊故障。 針對本次設(shè)計，選用 QJ180 氣體繼電器作為瓦斯保護(hù)的繼電器，再由按鍵電路連入 CPU 進(jìn)行處理計算，通過報警系統(tǒng)進(jìn)行報警。 進(jìn)度計劃 第 1 天 查閱收集 資料 第 2 天 總體設(shè)計方案的確定 第 34 天 CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計 第 5天 傳感器選擇及接口電路設(shè)計 第 6 天 開關(guān)量輸出接口及報警電路設(shè)計 第 7 天 程序流程圖設(shè)計 第 8 天 軟件編寫與調(diào)試 第 9 天 設(shè)計說明書完成 第 10 天 答辯 指導(dǎo)教師評語及成績 平時： 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 本科生課程設(shè)計（論文） II 摘 要 變 壓器作為電力系統(tǒng)輸電不可或缺的裝置，其可靠性和安全性對整個電網(wǎng)的可靠，持續(xù)供電起著關(guān)鍵作用 。 分析電力變壓器的故障，可分為短路故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)兩種，而變壓 器的短路故障，又可按發(fā)生在變壓器的內(nèi)外部情況分為內(nèi)部故障 和外部故障。當(dāng)電力網(wǎng)中部分變壓器中性點接地運(yùn)行，應(yīng)根據(jù)具體情況，裝設(shè)專有的本科生課程設(shè)計（論文） 2 保護(hù)裝置，如零序過電壓保護(hù)，中性點裝放電間隙加零序電流保護(hù)等。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生故障時，短路電流產(chǎn)生的電弧使變壓器油和其他絕緣材料分解，從而產(chǎn)生大量的可燃性氣體，這種可燃性氣體統(tǒng)稱為瓦斯氣體。 本設(shè)計主要設(shè)計內(nèi)容是： 1. CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計（包括 CPU 選擇，存儲器，晶振電路，復(fù)位電路）） 2. 繼電器選擇 及接口電路設(shè)計 3. 開關(guān)量輸出接口及報警電路設(shè)計 4. 程序流程圖設(shè)計以及具體程序編寫 本科生課程設(shè)計（論文） 4 第 2章 CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計 瓦斯保護(hù)儀 總體設(shè)計方案 圖 瓦斯保護(hù)儀原理框圖 變壓器瓦斯保護(hù)的主要元件就是瓦斯繼電器，它安裝在油箱與油枕之間的連接管中。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一反相 放大器輸入端，這個放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。在非訪問外部存儲器期間， ALE引腳的輸出頻率是系統(tǒng)工作頻率的 1/16，因此可以用來驅(qū)動其他外圍芯片的時鐘輸入。外部不擴(kuò)展而單片應(yīng)用時，則作一般雙向 I/O口用。這種情況下可利用 89C51單片機(jī)所具有的拓展功能，拓展數(shù)據(jù)存儲器。按下鍵后，通過 R1 和 R2 形成回路，使 RESET 端產(chǎn)生高電平。 重瓦斯試驗（流速實驗） 從實驗臺氣孔打入氣體至繼電器內(nèi)部完全充滿油后關(guān)上閥門，放平實驗臺，打開實驗臺表計電源，選擇表計上的瓦斯孔徑檔位，測量方式選在“流速”，再繼續(xù)打入氣體，觀察表計顯示的流速值為整定值止，快速打開閥門，此時油流應(yīng)能推動檔板將重瓦斯觸點導(dǎo)通。 K0 到 K7 為功能程序入口地址標(biāo)號，其地址間隔應(yīng)能容納 JMP 指令字節(jié)， PROM0~PROM7 分別為每個按鍵的功能程序。檢測 2 號鍵是否按下，按下轉(zhuǎn) JNB ， K3 。0 號鍵功能程序執(zhí)行完返回