變壓器油溫測量及光纖通信系統的設計
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3．4 CMI編解碼原理
CMI碼是一種字母型平衡碼。根據CMI的編碼要求，首先對數據進(jìn)行判斷，如果輸入的是數據“0”，則輸出的數據為“0l”，如果輸入數據“1”時(shí)，就要對“1”的奇偶性進(jìn)行判斷，當第一個(gè)“1”到來(lái)時(shí)，輸出為“00”，當第二個(gè)“1”到來(lái)時(shí)，輸出為“11”，并不斷的交替反轉，來(lái)實(shí)現1的編碼。CMI解碼電路的作用是將光電轉換電路接收的電信號解碼還原。
3．5 光纖通信電路設計
光纖通信的原理是利用經(jīng)過(guò)調制的光纖載波在光纖導纖維中的不斷反射到達對方，再解調出原始信息實(shí)現信息傳輸的，其主要特點(diǎn)是傳輸容量大、高速率、傳輸距離長(cháng)、抗干擾性強、絕緣性能好等。尤其是抗電磁干擾和絕緣性能好這兩大特點(diǎn)，可應用于變電所、高壓線(xiàn)路等高電壓強電磁干擾環(huán)境，是目前電力系統通信中正在逐步廣泛應用的通信方式。
在光發(fā)射機端再對信號進(jìn)行調制然后將調制好的電信號轉換成光信號，通過(guò)光纜進(jìn)行長(cháng)距離傳輸，在接收端將光信號還原成電信號，再把電信號進(jìn)行解調放大，還原出原始信號。光端機的發(fā)送端內含有載波光源，在此將電信號轉換成光信號，并輸入光纖傳輸遠方。光端機的接收端內含有光檢測器，它將來(lái)自光纖的光信號還原成電信號，并輸入到光端機的接收端，數據可以全雙工傳輸。中繼器將經(jīng)過(guò)長(cháng)距離傳輸后被衰減和畸變了的光信號放大、整形再生成一定強度的光信號繼續傳送。
系統原理框圖如圖3所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/158110.htm
光纖傳輸后的輸出信號再經(jīng)過(guò)RS-485／232電平轉換后，可接到PC機的串口進(jìn)行通信。
4 軟件設計
軟件流程圖如圖4所示。該系統的軟件是在IAR開(kāi)發(fā)環(huán)境下采用C語(yǔ)言編寫(xiě)，采用模塊化程序設計。系統初始化，顯示開(kāi)機畫(huà)面之后開(kāi)啟基本定時(shí)器，用于定時(shí)喚醒MSP430采樣并顯示實(shí)時(shí)溫度。顯示完溫度后進(jìn)入低功耗模式，等待外部鍵盤(pán)中斷和定時(shí)器中斷，中斷返回后再次進(jìn)入低功耗模式，從而降低了電能消耗。
在變壓器油溫監測系統中，以MSP430作為下位機，PC機作為上位機，下位機與上位機通過(guò)串口進(jìn)行通信。運行上位機的監控軟件后，選擇開(kāi)始通信按鈕便與下位機建立了通信，可以對下位機的狀態(tài)進(jìn)行監測。遠程監測的軟件上顯示變壓器油溫值的數字與曲線(xiàn)，保存各測溫點(diǎn)的數據，在實(shí)際的操作過(guò)程中對異常的情況進(jìn)行報警。
5 測試結果及分析
鄭州西郊變電站160MVA三相變壓器，額定電壓為220／12l／lO．5kV。該測溫系統于2007年1月投入使用，設置正常測試溫度在45℃～75℃，調試可使60℃的測量誤差為0，這樣在的測試范圍內誤差較小。
采用該測量系統對變壓器頂層油溫進(jìn)行測量，抽取6月2日的一組實(shí)驗數據，如表1所示。其中標準溫度(實(shí)溫)測量采用高精度的水銀溫度計，由實(shí)驗數據可知，系統測量的精度是0．1℃，誤差在±0．5℃以?xún)?，符合設計的目標。
實(shí)驗結果表明，測溫系統工作穩定、測量方便、準確度較高。系統產(chǎn)生遲滯的原主要是由傳感探頭的導熱能力引起，同時(shí)信號調理電路是裝置的關(guān)鍵部分，對輸入信號處理質(zhì)量的好壞對裝置的性能有著(zhù)決定性的影響測量的精度。在實(shí)際測量過(guò)程中，溫度值有時(shí)會(huì )出現偏差。經(jīng)溫度變送器轉換后，如顯示的溫度不正確。有可能是接線(xiàn)端子積灰、松動(dòng)使電阻變大造成溫度誤差。
一般規定變壓器頂層油溫達到65℃時(shí)投入風(fēng)扇，或負荷電流達到70%額定值時(shí)投入風(fēng)扇。為防止風(fēng)扇電機頻繁啟動(dòng)，還應調整裝置在65℃時(shí)投入風(fēng)扇，油面溫度下降至55℃時(shí)才退出風(fēng)扇，或負荷電流低于50％額定值時(shí)切除風(fēng)扇。因此，精確的測量變壓器油溫，可節省40％以上變壓器風(fēng)扇在做無(wú)用功的時(shí)間。至2007年系統投入應用以來(lái)，節省42．3％的風(fēng)扇用電量。
6 結語(yǔ)
由于變壓器使用地區不同，運行環(huán)境不同變壓器冷卻系統投入溫度值的確定既要考慮安全運行，又要考慮節能降耗。變壓器的輸出功率要隨之改變，所以實(shí)時(shí)的變壓器油溫在線(xiàn)監測非常必要。本系統能實(shí)現變壓器溫度信號的遠距離光纖傳輸，對變壓器油溫的精確測量且功耗超低，具有很高的性?xún)r(jià)比。
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