一種油浸式變壓器的溫度智能監(jiān)測裝置，屬于變壓器溫度監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前輸變電系統(tǒng)的變壓器絕大部分是油浸式電力變壓器，而變壓器的壽命主要取決于絕緣系統(tǒng)的壽命。促進絕緣老化的決定性因素是熱效應(yīng)，所以變壓器溫度的監(jiān)測和控制對變壓器絕緣物的壽命至關(guān)重要。國內(nèi)的變壓器油溫監(jiān)測儀由兩部分組成，一部分為機械式溫度計，通過指針指示溫度，現(xiàn)場觀測不直觀，機械式開關(guān)控制，需要手動撥動儀表表盤上的指針來設(shè)置報警值，而變壓器所需的溫度報警參數(shù)一般有三個，這就需要在同一表盤上有4個指針，導(dǎo)致溫度讀數(shù)不方便，容易產(chǎn)生混亂；一部分為熱電阻溫度計，將熱電阻溫度計輸出的溫度信號送入溫度變送器信號處理單元，將輸出的溫度信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的4~20mA信號進行遠傳，信號雖能進行遠傳，但是現(xiàn)場操作復(fù)雜?，F(xiàn)有的一些溫度變送控制器，有RS485進行遠程通訊，但不能在本地用便攜式筆記本進行參數(shù)的讀取和上位機軟件的讀取。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種實現(xiàn)了與上位機之間有效通訊，同時提高了數(shù)據(jù)輸出時抗干擾特性的油浸式變壓器的溫度智能監(jiān)測裝置。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：該油浸式變壓器的溫度智能監(jiān)測裝置，其特征在于：包括RTD傳感器、A/D轉(zhuǎn)換單元、CPU單元、通訊單元以及輸出單元，RTD傳感器的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換單元的輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換單元的輸出端與CPU單元的輸入端相連，CPU單元的輸出端口與輸出單元相連，CPU單元的輸入輸出端口與通訊單元雙向連接，還設(shè)置有為RTD傳感器、A/D轉(zhuǎn)換單元、CPU單元、通訊單元以及輸出單元提供工作電壓的供電單元，在所述的供電單元與通訊單元和輸出單元之間分別設(shè)置有隔離單元。

優(yōu)選的，所述的通訊單元包括485通訊單元以及USB通訊單元，在供電單元與485通訊單元之間設(shè)置所述的隔離單元。

優(yōu)選的，所述的輸出單元包括輸出開關(guān)信號的控制輸出單元以及輸出4~20mA電流信號的變送輸出單元，在供電單元與變送輸出單元之間設(shè)置所述的隔離單元。

優(yōu)選的，所述的供電單元包括AC/DC轉(zhuǎn)換單元，220V交流電源連接AC/DC轉(zhuǎn)換單元的輸入端，AC/DC轉(zhuǎn)換單元分別輸出5V直流電源和24V直流電源；

5V直流電源與所述的RTD傳感器、A/D轉(zhuǎn)換單元、CPU單元以及通訊單元的供電端相連，24V直流電源與所述的輸出單元的供電端相連。

優(yōu)選的，設(shè)置在所述的供電單元與485通訊單元之間的隔離單元為5VDC/DC隔離單元。

優(yōu)選的，設(shè)置在所述的供電單元與變送輸出單元之間的隔離單元為24VDC/DC隔離單元。

優(yōu)選的，還設(shè)置有LED顯示單元和按鍵操作單元，所述CPU單元的輸出端口與LED顯示單元相連，按鍵操作單元與CPU單元的輸入端口相連。

優(yōu)選的，所述的控制輸出單元包括繼電器以及用于驅(qū)動繼電器動作的驅(qū)動電路。

優(yōu)選的，所述的RTD傳感器設(shè)置在變壓器油箱的頂部。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所具有的有益效果是：

1、在本油浸式變壓器的溫度智能監(jiān)測裝置中，通過設(shè)置通訊單元以及隔離單元，實現(xiàn)了與上位機之間有效通訊，同時提高了數(shù)據(jù)輸出時的抗干擾特性。

2、在本油浸式變壓器的溫度智能監(jiān)測裝置中，通過設(shè)置USB通訊單元實現(xiàn)了本油浸式變壓器的溫度智能監(jiān)測裝置通過USB的形式與上位機進行通訊，因此縮短了USB外設(shè)產(chǎn)品的開發(fā)周期，便于本地讀取參數(shù)及進行4~20mA線性校準(zhǔn)操作。通過本油浸式變壓器的溫度智能監(jiān)測裝置和上位機形成通訊，通訊協(xié)議采用ModbusRTU，上位機通過USB端口讀取出溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)之后，便于對溫度數(shù)據(jù)進行分析，供廠家進行變壓器壽命使用的參考。

3、在本油浸式變壓器的溫度智能監(jiān)測裝置中，上述的按鍵操作單元采用常規(guī)的三按鍵電路，通過按鍵操作單元便于對本在本油浸式變壓器的溫度智能監(jiān)測裝置進行功能設(shè)置，方便用戶在現(xiàn)場設(shè)置參數(shù)。

4、通過設(shè)置與CPU單元相連的變送輸出單元，可以通過變送輸出單元輸出常規(guī)的4~20mA電流信號，通過4~20mA電流信號可以對變壓器的溫度狀態(tài)進行實時監(jiān)控，即使在控制室不打開RS485通訊的情況下，也能實現(xiàn)實時溫度的遠傳，便于監(jiān)控變壓器的當(dāng)前溫度狀態(tài)。

5、通過設(shè)置在485通訊單元與AC/DC轉(zhuǎn)換單元之間的5V隔離DC/DC單元和設(shè)置在變送輸出單元與AC/DC轉(zhuǎn)換單元之間的24V隔離DC/DC單元，可以為485單元以及變送輸出單元提供更為穩(wěn)定的工作電源，提高了數(shù)據(jù)輸出時的抗干擾特性。

6、控制輸出單元包括繼電器以及用于驅(qū)動繼電器動作的驅(qū)動電路，當(dāng)變壓器的溫度出現(xiàn)異常時，CPU單元通過改變其輸出端口的電平信號，通過驅(qū)動電路驅(qū)動繼電器動作，便于實現(xiàn)溫度異常的報警。

附圖說明

圖1為油浸式變壓器的溫度智能監(jiān)測裝置原理方框圖。

具體實施方式

圖1是本實用新型的最佳實施例，下面結(jié)合附圖1對本實用新型做進一步說明。

如圖1所示，一種油浸式變壓器的溫度智能監(jiān)測裝置，包括：RTD傳感器、A/D轉(zhuǎn)換單元、CPU單元、LED顯示單元、按鍵操作單元、485通訊單元、USB通訊單元、控制輸出單元、變送器輸出單元、5V隔離DC/DC單元、24V隔離DC/DC單元以及AC/DC轉(zhuǎn)換單元。

RTD傳感器的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換單元的信號輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換單元的信號輸出端與CPU單元的信號輸入端相連。CPU單元的輸出端口與LED顯示單元、控制輸出單元以及變送輸出單元相連；CPU單元的輸入輸出端口同時與485通訊單元以及USB通訊單元雙向連接；按鍵操作單元與CPU單元的輸入端口相連。

220V交流電接入AC/DC轉(zhuǎn)換單元的輸入端，AC/DC轉(zhuǎn)換單元用于將220V交流電轉(zhuǎn)換為本油浸式變壓器的溫度智能監(jiān)測裝置在工作時所需要的直流電源，在本油浸式變壓器的溫度智能監(jiān)測裝置中，通過AC/DC轉(zhuǎn)換單元將220V交流電分別轉(zhuǎn)換為5V直流電源和24V直流電源。通過AC/DC轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換得到的5V直流電源分別連接至上述USB通訊單元、按鍵操作單元、LED顯示單元、RTD傳感器、A/D轉(zhuǎn)換單元以及CPU單元的供電端，為上述單元提供工作所需的電壓。5V直流電源同時通過5V隔離DC/DC單元與上述的485通訊單元相連，為其提供工作所需的電壓。通過AC/DC轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換得到的24V直流電源與上述的控制輸出單元的供電端連接，為其提供工作所需的電壓，24V直流電源同時通過24V隔離DC/DC單元與上述的變送輸出單元相連，為其提供工作所需的電壓。

在本油浸式變壓器的溫度智能監(jiān)測裝置中，USB通訊單元采用市售常見的USB橋接芯片實現(xiàn)，從而實現(xiàn)了本油浸式變壓器的溫度智能監(jiān)測裝置通過USB的形式與上位機進行通訊，因此縮短了USB外設(shè)產(chǎn)品的開發(fā)周期，便于本地讀取參數(shù)及進行4~20mA線性校準(zhǔn)操作。通過本油浸式變壓器的溫度智能監(jiān)測裝置和上位機形成通訊，通訊協(xié)議采用ModbusRTU，上位機通過USB端口讀取出溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)之后，便于對溫度數(shù)據(jù)進行分析，供廠家進行變壓器壽命使用的參考。

在本油浸式變壓器的溫度智能監(jiān)測裝置中，上述的按鍵操作單元采用常規(guī)的三按鍵電路，通過按鍵操作單元便于對本在本油浸式變壓器的溫度智能監(jiān)測裝置進行功能設(shè)置，方便用戶在現(xiàn)場設(shè)置參數(shù)。

通過設(shè)置與CPU單元相連的變送輸出單元，可以通過變送輸出單元輸出常規(guī)的4~20mA電流信號，通過4~20mA電流信號可以對變壓器的溫度狀態(tài)進行實時監(jiān)控，即使在控制室不打開RS485通訊的情況下，也能實現(xiàn)實時溫度的遠傳，便于監(jiān)控變壓器的當(dāng)前溫度狀態(tài)。

通過設(shè)置在485通訊單元與AC/DC轉(zhuǎn)換單元之間的5V隔離DC/DC單元和設(shè)置在變送輸出單元與AC/DC轉(zhuǎn)換單元之間的24V隔離DC/DC單元，可以為485單元以及變送輸出單元提供更為穩(wěn)定的工作電源，提高了數(shù)據(jù)輸出時的抗干擾特性。

控制輸出單元包括繼電器以及用于驅(qū)動繼電器動作的驅(qū)動電路，當(dāng)變壓器的溫度出現(xiàn)異常時，CPU單元通過改變其輸出端口的電平信號，通過驅(qū)動電路驅(qū)動繼電器動作，便于實現(xiàn)溫度異常的報警。

具體工作過程及工作原理如下：

A/D轉(zhuǎn)換單元通過其外部的偏置電路為RTD傳感器輸入提供工作電流，RTD傳感器設(shè)置在油浸式變壓器油箱的頂部，用于測量油浸式變壓器的頂層油溫。RTD傳感器輸入將采集到的模擬信號傳遞給與之相連的A/D轉(zhuǎn)換單元，通過A/D轉(zhuǎn)換單元將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送入CPU單元，CPU單元將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號通過數(shù)據(jù)濾波、計算、處理后，一路處理結(jié)果通過LED顯示單元顯示出來，另一路由USB通訊單元或485通訊單元與外界進行通訊。當(dāng)需要本地讀取設(shè)置的參數(shù)及測量的溫度值時可以用USB通訊單元，當(dāng)需要在控制室端遠傳讀取設(shè)置的參數(shù)及溫度值時可以打開485通訊單元。

通過按鍵操作單元，可設(shè)置控制輸出單元的報警值參數(shù)；控制輸出單元與CPU單元的輸入輸出端口口相連，當(dāng)達到設(shè)置的報警值時，CPU單元的輸出端改變電平狀態(tài)，驅(qū)動控制輸出單元內(nèi)的繼電器動作。變送輸出單元與CPU單元通過SPI總線相連，通過變送輸出單元中的集成V/I轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的4~20mA信號，遠傳實時采集到的溫度值。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非是對本實用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護范圍。