基于DSP的干式变压器温升监控装置研究

论文摘要

干式变压器由于其无污染、难燃、体积小、重量轻、安装简单维护方便等优点在国内外得到迅猛发展,主要应用在楼宇、地铁、机场等场所。变压器在运行的过程当中,由于过载、绝缘缺陷、环境温度过高、冷却通风不够等原因会造成绕组局部温度过高,当温度超过绕组绝缘耐受温度时,就会破坏绝缘,引起变压器故障。因此,对变压器温度进行在线监测及故障报警是十分必要的。本文针对实际需求研制了干式变压器温升监控装置,选用DSP系列芯片中的TMS320LF2407A结合CPLD为核心处理器,铂电阻pt100为温度传感器,搭建了温度信号采集和调理电路。并在硬件电路搭建成功的基础上进行了系统软件设计及实现,最后对系统进行了测试,将实测温度值与理论温度值作对比,验证系统误差是否在允许范围内。在DSP中完成的主要工作首先是温度信号的采集与处理,采用线性插值的方法消除了铂电阻pt100温度与阻值的非线性误差。其次是将所采集的温度信号与温度限值做比较,判断变压器的工作状况,从而输出相应的状态标志提示系统进行风机启停、风机调速、超温报警等动作,并根据键盘所传键值来完成对应温度限值的修改,最后将所采集温度数值分别传给CPLD和上位机。在CPLD中主要完成了系统的逻辑电路设计,包括系统复位信号实现、外扩存储器片选信号实现、键盘消抖、数据显示处理等工作,节省了DSP的工作量。在人机通讯方面,利用DSP自带的SCI接口完成了系统与上位机的通信,达到实时监控变压器温度的目的,并采用VC++编写了人机交互界面。

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第1章绪论

1.1 干式变压器的发展及应用

1.2 干式变压器温升监控装置的研究意义

1.3 干式变压器温升监控装置的研究现状

1.4 本文完成的主要工作

第2章温升监控系统总体电路设计

2.1 温升监控系统核心设计

2.1.1 系统片外存储器的扩展

2.1.2 系统电源电路

2.1.3 系统晶振电路

2.1.4 系统复位电路

2.2 温度信号采集电路

2.2.1 铂热电阻调理电路设计方法

2.2.2 A/D 信号采集

2.3 PWM 电机控制电路

2.4 超温报警电路

2.5 CPLD 内部逻辑及外部驱动电路

2.6 DSP 与CPLD 通信实现

2.7 系统与上位机通信电路

2.8 本章小结

第3章系统软件设计

3.1 软件仿真环境-CCS

3.1.1 CMD 文件配置

3.1.2 中断向量表建立

3.2 A/D 采样实现

3.3 DSP 与CPLD 通信实现

3.4 系统与上位机通信实现

3.5 上位机界面实现

3.6 本章小结

第4章 PCB 板测试与实验结果分析

4.1 系统板测试

4.2 放大电路测试

4.3 电机控制实验

4.4 人机通信测试

4.5 系统误差测试

4.6 本章小结

结论

参考文献

附录1 系统电路原理图

附录2 VHDL 移位寄存器实现程序

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢

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