【導(dǎo)讀】要求學(xué)生結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題參閱一篇以上的外文資料，并翻譯至少一萬(wàn)印刷符以上的譯文。成，作為成績(jī)考核的一部分。

　　

【正文】 故障油浸式變壓器指的是機(jī) 熱 ，加熱和電力，主要是后兩種。 機(jī)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(yùn)行的故障 主要包括過(guò)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(diǎn) ，此時(shí) 過(guò)熱故障或高能量放電故障發(fā)生。此外，一個(gè)明顯的溫度升高會(huì) 在一些力量變 壓器發(fā)生故障前 形成。 理論上 實(shí)時(shí)監(jiān)控到正確的地區(qū)可以實(shí)現(xiàn)，將預(yù)防性維護(hù) 并 改變目前的維護(hù)和檢查方式，能夠減少維護(hù)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(lái)衡量熱點(diǎn)溫度。一個(gè)簡(jiǎn)單的方法是，溫度傳感器可用于 把 溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后 收集 采樣數(shù)據(jù)。本文 就是 油浸式電力變壓器 實(shí)時(shí)溫度監(jiān)控系統(tǒng) 的 設(shè)計(jì)。該監(jiān)控系統(tǒng) 設(shè)計(jì)的 可以有效地監(jiān)測(cè)一些重點(diǎn)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(gè)重要的控制作用，監(jiān)督變壓器的運(yùn)行情況。 二硬件設(shè)計(jì) 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(guò)控 制電路實(shí)現(xiàn)一些擴(kuò)展的控制功能，如采用繼電器開(kāi)關(guān)來(lái)控制一些裝置的啟停等 。 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 原理 如下：首先 外來(lái)信號(hào)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(hào)， 經(jīng)信號(hào)調(diào)整電路調(diào)整為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)范圍 ，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。 經(jīng)總線傳輸至單片機(jī)控制處理。 此次收 集 的數(shù)據(jù)可 暫時(shí)存在擴(kuò)展的 RAM 中 ，或移交給計(jì)算機(jī)的 USB 接口。 與此同時(shí)， 單片機(jī)就可以 用 鍵盤(pán)和 LCD 的機(jī)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(shù)應(yīng)保證提供不同的信號(hào)。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(shè)計(jì)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(jiǎn)稱(chēng) 為 “ D12 的” ?，支持復(fù)用，非多路復(fù)用和 DMA 轉(zhuǎn)讓?zhuān)且环N實(shí)物并行接口芯片 ，是由 設(shè)計(jì)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(gè)目的是要符合不同類(lèi)型的傳輸。塊數(shù)據(jù)采集部分的硬件圖系統(tǒng)見(jiàn)圖 2。 傳感器，信號(hào)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(hào)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(cè)公司 生產(chǎn)的 。 T 標(biāo)引，是一種特殊的一電廠中的應(yīng)用。它的輸出電壓范圍為177。 5V 和其測(cè)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(biāo)準(zhǔn)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(hào)和電源隔離，但其包裝很容易 兼容 。圖 3 是按原理設(shè)計(jì)的 隔離放大電路 圖 。在現(xiàn) 時(shí) 的實(shí)際運(yùn)行，該電路必須 干擾附近的信號(hào)源， 為了 避免信號(hào)的影響 ，可以 通過(guò)環(huán)境 噪聲，提高信號(hào)的信噪比。濾波采用抗混疊濾波器 電路，電路設(shè)計(jì) 為圖 4。電容的選擇 要求 ，數(shù)值電容值 應(yīng)優(yōu)先考慮 。該過(guò)濾器的設(shè)計(jì)軟件 是由 FilterLab Microchip 公司 設(shè)計(jì)。 [6]使用該軟件，范圍頻率響應(yīng)和相位頻率響應(yīng)可方便地找到，設(shè)計(jì)參數(shù)可容易調(diào)整。 C.為了構(gòu)建一個(gè) 8 通道同步 A / D 轉(zhuǎn)換， 電路 中的 MAX125 應(yīng) 設(shè)計(jì) 為 數(shù)據(jù)采集電路。數(shù)字輸出的低 8 位和 MAX125 AD0 AD7 級(jí)，分別通過(guò)聯(lián)同 的 W77E58 的 輸出的。高六位 A8 的 輸出 分別為 A13 號(hào)與 的 相連的 W77E58 的 輸出 。W77E58 中持有的 ALE 引腳 是 時(shí)鐘 MAX125， 與 引腳，引腳 和 引腳一同運(yùn)行 。 設(shè)計(jì)的 控制系統(tǒng)為圖 6。因?yàn)?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(gè)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(jī)會(huì)參 與 或低速 傳送到 機(jī)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(shí)鐘頻率和較低的時(shí)鐘頻率下工作。其動(dòng)力源消耗在同一靜態(tài)指令處理能力 大大減少 ，因?yàn)檎麄€(gè) 系統(tǒng)都 采用 CMOS 設(shè)計(jì)。有四個(gè) 8 位得 I / O 端口和一個(gè) 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(jì)算機(jī)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(kuò)展 。有兩種連接類(lèi)型 分別為 W77E58 的和 D12，獨(dú)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(jī)控制電路 圖 6 USB 接口電路 和復(fù)用地址數(shù)據(jù)總線模式。模擬信號(hào)可以 經(jīng) A / D 采樣電路 被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后將數(shù)字信號(hào) 通過(guò) 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(dāng)周邊 設(shè)備與 D12 連接 時(shí) ，集中可以檢查周邊設(shè)備 連接狀態(tài)并且及時(shí)報(bào)告給主機(jī)。一旦設(shè)備連接信息被找到，主機(jī) 先 發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求到一系列集中器，然后主機(jī)和設(shè)備之間會(huì)建立 基于 集中器 的一個(gè)溝通渠道 。此外，主機(jī)開(kāi)始列出設(shè)備，并 檢查 了周邊設(shè)備是 否 成功 連接 后，他們和相關(guān)的配置信息是由主機(jī) 控制 電腦。外圍設(shè)備主機(jī)認(rèn)可計(jì)算機(jī)可以被安排與它交流。 三 軟件設(shè)計(jì) 序列 MAX125 控制時(shí)間 的，工作流數(shù)據(jù)收集 如 圖 7 所示 。二 USB 驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì) 1）固件編程 ：通常有三個(gè)部分之間的 USB 單片機(jī)固件：（一）初始化單片機(jī)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(wù)程序，能進(jìn)行立即 中斷 。單片機(jī)之間的通信 對(duì)PDIUSBD12的主要參考 是 單片機(jī)對(duì) 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(jī)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(jìn)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(jìn)行直接調(diào)用。 2）驅(qū) 動(dòng)程序 ：雖然有許多標(biāo)準(zhǔn)接口 系統(tǒng)提供 此 功能， 但是 驅(qū)動(dòng)程序 的 編程還有一個(gè) 任務(wù) 是 USB 開(kāi)發(fā)最困難的。通常采用 Windows DDK 中實(shí)現(xiàn)車(chē)道編程。目前，第三方軟件廠商 已 提供了大量的驅(qū)動(dòng)程序生成工具，如 康博的 驅(qū)動(dòng)程序向?qū)?qū)動(dòng)程序。這些工具能夠生產(chǎn)出高品質(zhì) USB。當(dāng)檢查 USB 設(shè)備 時(shí) ， UsbView 程序可以用來(lái)檢測(cè)設(shè)備是否枚舉并且 由 Windows 分配。如果成功， 檢查 該設(shè) 備的描述，配置描述和端點(diǎn)描述 是否正確。一般用途程序可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序向?qū)?。一旦Windows 發(fā)送線索安裝的驅(qū)動(dòng)程序 時(shí)，驅(qū)動(dòng)程序 生成 的 向?qū)⒈贿x中。事實(shí)上，它只是一個(gè)應(yīng)用程序產(chǎn)生驅(qū)動(dòng) 精靈視窗控制表。它能夠調(diào)用通用的 USB 驅(qū)動(dòng)程序的系統(tǒng)安裝在裝配時(shí)的具體任務(wù)驅(qū)動(dòng)程序 的 向?qū)?。其工作裝置條件 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(dòng)程序。如果它不能滿(mǎn)足應(yīng)用的需求，新的驅(qū)動(dòng)器程序 將 被寫(xiě)下來(lái)。此外，為主機(jī) 設(shè)計(jì) 的計(jì)算機(jī)軟件 圖 7 控制數(shù)據(jù)流的收集 由于條件限制的測(cè)試，所 設(shè)計(jì)的變壓器溫度監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)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(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì) 并且符合本研究開(kāi)發(fā)的目 的。在實(shí)驗(yàn)中，變壓器油箱 在實(shí)際變壓器箱體 內(nèi) ，加熱器是用來(lái)模擬繞組的溫升變化，電熱電偶是用于測(cè)量繞組的溫度升值。此外， PT100 檢測(cè) 不同位置的溫度升高值，紅外溫度計(jì)測(cè)量溫度上升的框身體，水銀溫度計(jì) 檢測(cè) 頂端油溫。傳感器輸出線與監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 連接 ，數(shù)據(jù)可以 變?yōu)?電腦屏幕上的時(shí)間 與溫度 。該生產(chǎn)線連接和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別為圖 8 和圖 9。 圖 8 中的實(shí)驗(yàn)線連接 圖 9 實(shí)驗(yàn) resultX 軸表示時(shí)間， Y 軸表示 在圖 9 中 ， 不同的顏色曲線表明 在不同的地點(diǎn) 石油溫度的升高變化。在實(shí)驗(yàn)中，溫度 計(jì)，紅外線溫度計(jì)，電熱電偶和熱電阻均采用 比較 驗(yàn)證。例如，溫度計(jì)的最高油溫，電動(dòng) 熱電偶的繞組溫度升高，熱電阻，油溫在紅外輻射溫度計(jì)的不同的位置， 可以從圖 8 和圖 9 可見(jiàn)，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(duì)緩慢。實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本同意在 ANSYS 模擬計(jì)算值。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，溫度監(jiān)測(cè)中的幾個(gè)字符的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的電力變壓器 為 ： （一） 實(shí)時(shí)采集，實(shí)時(shí)傳輸?shù)?USB 總線。它也可以通過(guò) USB 接口 將采集的數(shù)據(jù) 傳輸?shù)诫娔X中 。 （二） 用 一個(gè)鍵盤(pán)來(lái)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(shè)置為 隨機(jī)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(lèi)型的傳感器。（如PT100，電動(dòng)熱電偶， 光纖溫度傳感器等） 。 （五） 測(cè)量范圍： 50 + 200。?? （六） 油工作在一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)期。 （七） 結(jié)論 本文研究一變壓器溫度為測(cè)試對(duì)象 。分類(lèi)和分析不同類(lèi)型的變壓器故障的 處理。 研究 硬體系統(tǒng)電路的監(jiān)測(cè)，包括信號(hào)調(diào)節(jié)電路，濾波電路，數(shù)據(jù)采集電路，單片機(jī)控制電路， U 盤(pán)接口電路，數(shù)據(jù)等 ， 此外，流軟件收集和 USB 驅(qū)動(dòng)程序 也利用。所設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)已應(yīng)用到仿真實(shí)驗(yàn)電力升溫變壓器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本同 意利用 ANSYS 軟件 模擬。 參考文獻(xiàn) [1]孫才新。在線氣體在油液監(jiān)測(cè)與故障診斷電氣設(shè)備技術(shù) [米 ]。北京：科學(xué)出版社， 2020 年， 58?66 [2]格言公司。 Maxim 產(chǎn)品數(shù)據(jù)語(yǔ)料 [光盤(pán) ]。 2020 年 [3]周哩紅。 PDIUSBD12 的 USB 固件編程和驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì) [M]。北京為：北京航空航天大學(xué)和航天出版社， 2020 年， 11?112 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