【導讀】要求學生結(jié)合畢業(yè)設計（論文）課題參閱一篇以上的外文資料，并翻譯至少一萬印刷符以上的譯文。成，作為成績考核的一部分。

　　

【正文】 故障油浸式變壓器指的是機 熱 ，加熱和電力，主要是后兩種。 機械故障往往 呈現(xiàn) 為 熱電力形式 。根據(jù)調(diào)查結(jié)果列于 圖 1，該油浸式變壓器 運行的故障 主要包括過熱故障和放電高能量 的故障 。溫度升高將發(fā)生在一些地點 ，此時 過熱故障或高能量放電故障發(fā)生。此外，一個明顯的溫度升高會 在一些力量變 壓器發(fā)生故障前 形成。 理論上 實時監(jiān)控到正確的地區(qū)可以實現(xiàn)，將預防性維護 并 改變目前的維護和檢查方式，能夠減少維護成本。 因此， 最 重要的 是 保持在最佳的電力變壓器 狀態(tài) 。有幾種方法來衡量熱點溫度。一個簡單的方法是，溫度傳感器可用于 把 溫度信號轉(zhuǎn)換成電信號，然后 收集 采樣數(shù)據(jù)。本文 就是 油浸式電力變壓器 實時溫度監(jiān)控系統(tǒng) 的 設計。該監(jiān)控系統(tǒng) 設計的 可以有效地監(jiān)測一些重點地區(qū)的溫度變化：如盒體，變壓器繞組，鐵心等等，它扮演了一個重要的控制作用，監(jiān)督變壓器的運行情況。 二硬件設計 本系統(tǒng)的 硬件 部分 主要 完成數(shù)據(jù)的采集和傳輸功能，還能通過控 制電路實現(xiàn)一些擴展的控制功能，如采用繼電器開關來控制一些裝置的啟停等 。 硬件系統(tǒng)的設計 原理 如下：首先 外來信號經(jīng) 溫度傳感器（ PT100 的，電熱電偶，光纖傳感器等）轉(zhuǎn)換 為 電壓信號， 經(jīng)信號調(diào)整電路調(diào)整為標準信號范圍 ，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。 經(jīng)總線傳輸至單片機控制處理。 此次收 集 的數(shù)據(jù)可 暫時存在擴展的 RAM 中 ，或移交給計算機的 USB 接口。 與此同時， 單片機就可以 用 鍵盤和 LCD 的機用途的人造交換 [2]。該系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)框圖顯示在圖 1。 1）芯片的選擇 ： A / D 轉(zhuǎn)換模塊的選擇 MAX125In 為了避免額外的數(shù)據(jù)處理階段的差 異 收集，必須 使 同步采集技術應保證提供不同的信號。同步數(shù)據(jù)采樣芯片 選擇美心公司生產(chǎn)的 MAX125的 并在 電路設計中使 用 。 MAX125 是 2 4 通道，高速數(shù)據(jù)采集 ， 14 位 的 芯片 [3]。USB 接口芯片選擇 DIUSBD12， PDIUSBD12 的簡稱 為 “ D12 的” ?，支持復用，非多路復用和 DMA 轉(zhuǎn)讓，是一種實物并行接口芯片 ，是由 設計飛利浦公司 生產(chǎn) 。它完全符合 USB 規(guī)范修訂版 （基本速度）。它的另一個目的是要符合不同類型的傳輸。塊數(shù)據(jù)采集部分的硬件圖系統(tǒng)見圖 2。 傳感器，信號放大，衰減電路 ，隔離電路，濾 波電路 ， 保持電路等 組成 ，由于 AD 芯片 MAX125 與多工器和采樣保持電路本身，信號調(diào) 節(jié) 電路與熱 偶 電 路 ，隔離放大器電路和抗混疊濾波器 電路 。熱電偶 是由 安徽天康 注冊公司 生產(chǎn)的 。 T 標引，是一種特殊的一電廠中的應用。它的輸出電壓范圍為177。 5V 和其測量溫度范圍從 50到 200 度 。 圖 1 硬件電路框圖系統(tǒng) 圖 2 電路框圖的數(shù)據(jù)采集 圖 3 隔離放大電路 示意圖 圖 4 抗混疊濾波器 示意圖 該 AD204 是一般用途的行業(yè)標準隔離放大器，與兩端口， 耦合 變壓器隔離。此外，它可以提供一 種 完全隔離功能，包括信號和電源隔離，但其包裝很容易 兼容 。圖 3 是按原理設計的 隔離放大電路 圖 。在現(xiàn) 時 的實際運行，該電路必須 干擾附近的信號源， 為了 避免信號的影響 ，可以 通過環(huán)境 噪聲，提高信號的信噪比。濾波采用抗混疊濾波器 電路，電路設計 為圖 4。電容的選擇 要求 ，數(shù)值電容值 應優(yōu)先考慮 。該過濾器的設計軟件 是由 FilterLab Microchip 公司 設計。 [6]使用該軟件，范圍頻率響應和相位頻率響應可方便地找到，設計參數(shù)可容易調(diào)整。 C.為了構(gòu)建一個 8 通道同步 A / D 轉(zhuǎn)換， 電路 中的 MAX125 應 設計 為 數(shù)據(jù)采集電路。數(shù)字輸出的低 8 位和 MAX125 AD0 AD7 級，分別通過聯(lián)同 的 W77E58 的 輸出的。高六位 A8 的 輸出 分別為 A13 號與 的 相連的 W77E58 的 輸出 。W77E58 中持有的 ALE 引腳 是 時鐘 MAX125， 與 引腳，引腳 和 引腳一同運行 。 設計的 控制系統(tǒng)為圖 6。因為 USB 協(xié)議框架比較大，W77E58 中有 32 KB 閃存芯片 EPROM 的被選擇為微控制器。 W77E58 的一個是 8 位，特別快速 而且有 更好的表現(xiàn)性能。更何況，它能夠有機會參 與 或低速 傳送到 機內(nèi)的 RAM。相比其他處理如 8052 處理器芯片， W77E58 可以使用更高的速度，即使在相同的時鐘頻率和較低的時鐘頻率下工作。其動力源消耗在同一靜態(tài)指令處理能力 大大減少 ，因為整個 系統(tǒng)都 采用 CMOS 設計。有四個 8 位得 I / O 端口和一個 I / O 端口 ， W77E58 的增加 到 4。這些特色 可以使 W77E58 更好地工作，如 MAX125的數(shù)據(jù)直接傳輸 可以 使用不同的速度，提供計算機之間的數(shù)據(jù) 傳輸都是 基于 USB和 MCU 等，它是 系統(tǒng)外使用其他 I / O 端口的 非常有用的內(nèi)存 擴展 。有兩種連接類型 分別為 W77E58 的和 D12，獨立的地址數(shù)據(jù)總線模式控制功能的 MAX125 的組成部分。 圖 5 單片機控制電路 圖 6 USB 接口電路 和復用地址數(shù)據(jù)總線模式。模擬信號可以 經(jīng) A / D 采樣電路 被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后將數(shù)字信號 通過 USB 接口 轉(zhuǎn)移到電腦。 USB 接口電路 desigtUSB 接口電路 如圖 5 所示。當周邊 設備與 D12 連接 時 ，集中可以檢查周邊設備 連接狀態(tài)并且及時報告給主機。一旦設備連接信息被找到，主機 先 發(fā)送一個請求到一系列集中器，然后主機和設備之間會建立 基于 集中器 的一個溝通渠道 。此外，主機開始列出設備，并 檢查 了周邊設備是 否 成功 連接 后，他們和相關的配置信息是由主機 控制 電腦。外圍設備主機認可計算機可以被安排與它交流。 三 軟件設計 序列 MAX125 控制時間 的，工作流數(shù)據(jù)收集 如 圖 7 所示 。二 USB 驅(qū)動器設計 1）固件編程 ：通常有三個部分之間的 USB 單片機固件：（一）初始化單片機和所有外圍電路（包 括 PDIUSBD12 的） 。（二）主循環(huán)部分：這部分將被中斷 。（三）中斷服務程序，能進行立即 中斷 。單片機之間的通信 對PDIUSBD12的主要參考 是 單片機對 PDIUSBD12數(shù)據(jù) 發(fā)送 的多少 。有三種 PDIUSBD12 的命令字符，包括初始化順序的字符，數(shù)據(jù)流命令字符和普遍秩序 字符 。PDIUSBD12 表現(xiàn)出不同的命令代碼和地址。該單片機首先發(fā)送 指令 到 指令 處理 系統(tǒng) PDIUSBD12，重新發(fā)送或讀取不同的數(shù)據(jù)按不同的要求 進行 。因此，它是 為了方便轉(zhuǎn)換成每一種功能 并且使這些能進行直接調(diào)用。 2）驅(qū) 動程序 ：雖然有許多標準接口 系統(tǒng)提供 此 功能， 但是 驅(qū)動程序 的 編程還有一個 任務 是 USB 開發(fā)最困難的。通常采用 Windows DDK 中實現(xiàn)車道編程。目前，第三方軟件廠商 已 提供了大量的驅(qū)動程序生成工具，如 康博的 驅(qū)動程序向?qū)?qū)動程序。這些工具能夠生產(chǎn)出高品質(zhì) USB。當檢查 USB 設備 時 ， UsbView 程序可以用來檢測設備是否枚舉并且 由 Windows 分配。如果成功， 檢查 該設 備的描述，配置描述和端點描述 是否正確。一般用途程序可以通過驅(qū)動程序向?qū)АＲ坏￤indows 發(fā)送線索安裝的驅(qū)動程序 時，驅(qū)動程序 生成 的 向?qū)⒈贿x中。事實上，它只是一個應用程序產(chǎn)生驅(qū)動 精靈視窗控制表。它能夠調(diào)用通用的 USB 驅(qū)動程序的系統(tǒng)安裝在裝配時的具體任務驅(qū)動程序 的 向?qū)АＦ涔ぷ餮b置條件 是， 傳輸數(shù)據(jù)是否 有不正確的傳輸或 控制速度快， 以及是否有 可衡量的驅(qū)動程序。如果它不能滿足應用的需求，新的驅(qū)動器程序 將 被寫下來。此外，為主機 設計 的計算機軟件 圖 7 控制數(shù)據(jù)流的收集 由于條件限制的測試，所 設計的變壓器溫度監(jiān)控系統(tǒng)無法 檢查 正 在正常工作 的 變壓器。然而，溫度上升適合模擬變壓器實驗平臺的設計 并且符合本研究開發(fā)的目 的。在實驗中，變壓器油箱 在實際變壓器箱體 內(nèi) ，加熱器是用來模擬繞組的溫升變化，電熱電偶是用于測量繞組的溫度升值。此外， PT100 檢測 不同位置的溫度升高值，紅外溫度計測量溫度上升的框身體，水銀溫度計 檢測 頂端油溫。傳感器輸出線與監(jiān)測系統(tǒng) 連接 ，數(shù)據(jù)可以 變?yōu)?電腦屏幕上的時間 與溫度 。該生產(chǎn)線連接和實驗結(jié)果分別為圖 8 和圖 9。 圖 8 中的實驗線連接 圖 9 實驗 resultX 軸表示時間， Y 軸表示 在圖 9 中 ， 不同的顏色曲線表明 在不同的地點 石油溫度的升高變化。在實驗中，溫度 計，紅外線溫度計，電熱電偶和熱電阻均采用 比較 驗證。例如，溫度計的最高油溫，電動 熱電偶的繞組溫度升高，熱電阻，油溫在紅外輻射溫度計的不同的位置， 可以從圖 8 和圖 9 可見，最高溫度始終在“變化”， 溫度 變壓器 和盒反映溫度 的變化在 一步一步的上升，以及底油的變壓器溫度變化相對緩慢。實驗結(jié)果基本同意在 ANSYS 模擬計算值。根據(jù)實驗結(jié)果，溫度監(jiān)測中的幾個字符的設計系統(tǒng)的電力變壓器 為 ： （一） 實時采集，實時傳輸?shù)?USB 總線。它也可以通過 USB 接口 將采集的數(shù)據(jù) 傳輸?shù)诫娔X中 。 （二） 用 一個鍵盤來控制其工作和液晶顯示數(shù)據(jù)。此外，它 還 可以 與 工作在條件的 PC 隔離 。 （三） 平行收集模式可以設置為 隨機抽樣 18 通道 。 （四） 增加不同的電路，以提供各種接口連接各種不同類型的傳感器。（如PT100，電動熱電偶， 光纖溫度傳感器等） 。 （五） 測量范圍： 50 + 200。?? （六） 油工作在一個較長的時期。 （七） 結(jié)論 本文研究一變壓器溫度為測試對象 。分類和分析不同類型的變壓器故障的 處理。 研究 硬體系統(tǒng)電路的監(jiān)測，包括信號調(diào)節(jié)電路，濾波電路，數(shù)據(jù)采集電路，單片機控制電路， U 盤接口電路，數(shù)據(jù)等 ， 此外，流軟件收集和 USB 驅(qū)動程序 也利用。所設計的監(jiān)控系統(tǒng)已應用到仿真實驗電力升溫變壓器。實驗結(jié)果基本同 意利用 ANSYS 軟件 模擬。 參考文獻 [1]孫才新。在線氣體在油液監(jiān)測與故障診斷電氣設備技術 [米 ]。北京：科學出版社， 2020 年， 58?66 [2]格言公司。 Maxim 產(chǎn)品數(shù)據(jù)語料 [光盤 ]。 2020 年 [3]周哩紅。 PDIUSBD12 的 USB 固件編程和驅(qū)動程序設計 [M]。北京為：北京航空航天大學和航天出版社， 2020 年， 11?112 [4] AD2O2204，數(shù)據(jù)手冊，模擬裝置 [光盤 ]。 2020 年 [5]引物篩選， Maxim 的應用筆記 [光盤 ]。 2020 年 [6] ， 。使用接口 USB 作為數(shù)據(jù)采集研究 [J]。評價工程， v43， n6， 2020。 6， 20?26 [7]王志強，孫疏影，孫士余。研究開發(fā)技術的 USB 設備驅(qū)動程序研究[J]。 控制與自動化， ， 23?2