變壓器油溫測量及光纖通信系統(tǒng)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(jù)CMI的編碼要求，首先對數(shù)據(jù)進行判斷，如果輸入的是數(shù)據(jù)“0”，則輸出的數(shù)據(jù)為“0l”，如果輸入數(shù)據(jù)“1”時，就要對“1”的奇偶性進行判斷，當?shù)谝粋€“1”到來時，輸出為“00”，當?shù)诙€“1”到來時，輸出為“11”，并不斷的交替反轉，來實現(xiàn)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)過調(diào)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(diào)出原始信息實現(xiàn)信息傳輸?shù)?，其主要特點是傳輸容量大、高速率、傳輸距離長、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，可應用于變電所、高壓線路等高電壓強電磁干擾環(huán)境，是目前電力系統(tǒng)通信中正在逐步廣泛應用的通信方式。
在光發(fā)射機端再對信號進行調(diào)制然后將調(diào)制好的電信號轉換成光信號，通過光纜進行長距離傳輸，在接收端將光信號還原成電信號，再把電信號進行解調(diào)放大，還原出原始信號。光端機的發(fā)送端內(nèi)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(nèi)含有光檢測器，它將來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(shù)據(jù)可以全雙工傳輸。中繼器將經(jīng)過長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(xù)傳送。
系統(tǒng)原理框圖如圖3所示。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/158110.htm
光纖傳輸后的輸出信號再經(jīng)過RS-485／232電平轉換后，可接到PC機的串口進行通信。
4 軟件設計
軟件流程圖如圖4所示。該系統(tǒng)的軟件是在IAR開發(fā)環(huán)境下采用C語言編寫，采用模塊化程序設計。系統(tǒng)初始化，顯示開機畫面之后開啟基本定時器，用于定時喚醒MSP430采樣并顯示實時溫度。顯示完溫度后進入低功耗模式，等待外部鍵盤中斷和定時器中斷，中斷返回后再次進入低功耗模式，從而降低了電能消耗。
在變壓器油溫監(jiān)測系統(tǒng)中，以MSP430作為下位機，PC機作為上位機，下位機與上位機通過串口進行通信。運行上位機的監(jiān)控軟件后，選擇開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)進行監(jiān)測。遠程監(jiān)測的軟件上顯示變壓器油溫值的數(shù)字與曲線，保存各測溫點的數(shù)據(jù)，在實際的操作過程中對異常的情況進行報警。
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(tǒng)于2007年1月投入使用，設置正常測試溫度在45℃～75℃，調(diào)試可使60℃的測量誤差為0，這樣在的測試范圍內(nèi)誤差較小。
采用該測量系統(tǒng)對變壓器頂層油溫進行測量，抽取6月2日的一組實驗數(shù)據(jù)，如表1所示。其中標準溫度(實溫)測量采用高精度的水銀溫度計，由實驗數(shù)據(jù)可知，系統(tǒng)測量的精度是0．1℃，誤差在±0．5℃以內(nèi)，符合設計的目標。
實驗結果表明，測溫系統(tǒng)工作穩(wěn)定、測量方便、準確度較高。系統(tǒng)產(chǎn)生遲滯的原主要是由傳感探頭的導熱能力引起，同時信號調(diào)理電路是裝置的關鍵部分，對輸入信號處理質量的好壞對裝置的性能有著決定性的影響測量的精度。在實際測量過程中，溫度值有時會出現(xiàn)偏差。經(jīng)溫度變送器轉換后，如顯示的溫度不正確。有可能是接線端子積灰、松動使電阻變大造成溫度誤差。
一般規(guī)定變壓器頂層油溫達到65℃時投入風扇，或負荷電流達到70%額定值時投入風扇。為防止風扇電機頻繁啟動，還應調(diào)整裝置在65℃時投入風扇，油面溫度下降至55℃時才退出風扇，或負荷電流低于50％額定值時切除風扇。因此，精確的測量變壓器油溫，可節(jié)省40％以上變壓器風扇在做無用功的時間。至2007年系統(tǒng)投入應用以來，節(jié)省42．3％的風扇用電量。
6 結語
由于變壓器使用地區(qū)不同，運行環(huán)境不同變壓器冷卻系統(tǒng)投入溫度值的確定既要考慮安全運行，又要考慮節(jié)能降耗。變壓器的輸出功率要隨之改變，所以實時的變壓器油溫在線監(jiān)測非常必要。本系統(tǒng)能實現(xiàn)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，具有很高的性價比。
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