1、本科毕业设计 (论文 )开题报告 电气工程及自动化 数字式变压器温度测控系统 一、课题研究意义及现状 变压器差动保护由于其动作原理简单、灵敏度高，一直作为变压器的主保护，而就目前的研究情况而言，研究人员就压器铁芯电磁变化规律的认识还不够深入，相关的理论研究也没有实质性的突破，这是造成变压器差动保护很多不明原因误动的主要因素，这也同时促使国内外学者在提高变压器差动保护方面投入的大量的研究，给出很多新方法、新原理，但都缺乏实际的验证，得到实际应用的很少。励磁涌流识别一直是变压器保护研究的焦点问题之一，变压器和应涌流 问题近年来才被人们所重视 9。 目前国内主要继电保护生产厂家 ,生产的数字式 22
2、0kV 及以下变压器保护都是采用复合电压闭锁 (方向 )过流保护 ,零序 (方向 )过流保护作为后备保护 ,各侧 TA 均按 Y 型接线。反应相间故障的复合电压闭锁 (方向 )过流保护 ,交流回路采用 90接线按相起动 ,反应接地故障的零序 (方向 )过流保护 ,交流回路采用 0接线 7, 尽管各系列变压器保护功能具体实现细节有所不同，但基本原理是相同的，只要掌握了变压器 Y/变换原理、电力系统标幺值的概念和相量图绘制分析方法，就可以掌握数字式变压器保护装置的调 试方法，为确保装置可靠稳定运行打下坚实基础 8。 二、 课题研究的主要内容和预期目标 我国已经开始试用激光法测量变压器的绕组温度，并
3、且已试用于生产。所以变压器激光载波测温，就是采用激光作为载波，把含有温度信息的被调制信号，通过激光传播到无线电的地方，以达到直接测量变压器绕组热点温度的目的。它的工作原理大致如下：利用对温度反应灵敏的热敏电阻作为感温元件，把它放置在高电位处的被测点上。这个热敏电阻与其它电子器件组成一个 RC 振荡器， C 为定值。当热敏电阻阻值随温度的升高而降低时，振荡器的频率增加，这样就把温度信 息的变化，转换为频率信息的变化，用这个变化着的频率信息去控制方向性强、单色性好、功率密度高的激光束的电源，引起激光束的脉冲变化，通过发射透视发射出去。脉冲激光束由接受装置收到后再把光信号变成电信，然后再经过放大、整
4、形、解调、直流放大等一系列过程，又把温度数值还原直接由表计刻度指示出来。利用激光测试变压器绕组温度，关键是埋入感温元件，并在变压器内部安装发射装置，因为在绕组上埋入感温元件十分复杂，并且测量可靠性差。因此，目前这个问题尚在研究中。 三、课题研究的方法及措施 变压器是输变电系统中的主要设备， 是一种用于交流电能转换的电气设备。目前主要的测量方法有温度计量温法、用激光法测量变压器绕组温度、 用光纤技术直接测量变压器绕组温度、间接计算法。光纤测温法的不足是使用 Us与 Ur 的比值来确定温度，光路的变化还会严重影响测温的准确性，其次光纤测温仪进行绕组热点温度的测量，传感器及其所带的光导纤维，是要埋入
5、变压器绕组中去的。 要求光导纤维和光纤温度传感器必须具有良好的绝缘性能和耐油性能，不能因为传感器的埋入而对变压器的绝缘产生任何影响。目前的主要问题是光导纤维的护层耐油性能还需进一步改进尼龙护层的光导纤维在老化后其绝 缘强度虽仍可满足要求，但机械强度则降低较多。 此外，在变压器施加高电压和较大的负载电流的情况下，会产生很强的电磁场，如果这个电磁场对传感器的温度敏感性和光导纤维的导光性能产生影响。测温也是无法进行的。同时维护技术复杂，绝缘处理比较困难，价格也十分昂贵。如果测点装设工艺处理不好，还会影响变压器的安全运行。 四、课题研究进度计划 2011 年 6 月 7 日至 2011 年 7 月 1
6、5 日 :确定课题，明确设计任务，查找资料，和导师沟通并确定总体设计方案； 2011 年 7 月 16 日 -2011 年 11 月 12 日 :撰写文献综述，完成外文翻译和开 题报告，准备开题答辩； 2011 年 11 月 13 日 -2011 年 12 月 1 日：硬件设计； 2011 年 12 月 2 日 -2012 年 2 月 2 日：软件设计； 2012 年 2 月 3 日 -2012 年 3 月 3 日：系统调试； 2012 年 3 月 4 日 -2012 年 4 月 4 日：撰写毕业论文，做好论文答辩的 PPT 资料，准备答辩，并提交所有电子文档材料。 五、 参考文献 1 邵泊
7、,梁微 ,姜雷 ,基于 ATmega8 的变压器绕组温度测控系统 ,仪表技术与传感器 ,2006, No.12,pp37-39 2 朱英浩 . 新编变压器实用技术问答 . 沈阳 : 辽宁科学技术出版 社 ,1997. 3 杨永竹 . 铂电阻高精度非线性校正及其在智能仪表中的应用 . 仪表技术与传感器 , 2000( 8) : 44- 461. 4 JB/ T8450 1996. 变压器用绕组温度计 . 5 马潮 , 詹卫前 , 耿德根 . ATmega8 原理及应用手册 . 北京 : 清华大学出版社 , 2003. 6 沈文 . AVR 单片机 C 语言开发入门指导 . 北京 : 清华大学出版社 ,2003: 116- 228. 7 万福君 . 潘松峰 . 单片微机原理系统设计与应用 . 合肥 : 中国科技大学出社 , 2001
