如何使用80C51单片机进行变压器温度监控系统的设计详细方案概述

　　设计以PHILIPS公司的80C51单片机为核心，实现一个电力变压器温度监控系统。系统检测变压器的油温，根据采集到的变压器油温，按照工艺要求对风机进行控制，实现变压器的温度控制。设计采用基于铂电阻的电桥型温度检测电路，具有精度高、调试容易、对器件要求不高等特点。为提高抗干扰能力，温度检测电路采集到的温度信号经线性光耦隔离，送入单片机进行处理。显示电路使用MAX7219设计，采用串行接口，电路简单，编程和调试方便。系统设有过压、过载、缺相保护功能，提高了可靠性。主机和从机之间采用无线数传方式进行通信，可以在控制室的从机上实时掌握现场的运行情况。

　　近年来，随着我国电力事业的飞速发展，油浸风冷式电力变压器以其具有安装环境简洁、日常维护方便和结构简单等优点，逐渐在电力系统中得到广泛应用。电力变压器是电力系统运行的核心设备之一，因此，电力变压器安全可靠的运行是电力系统正常运行的根本保障。而造成电力变压器不能正常工作的主要原因之一是由于负载的变化使得变压器油温超过了绝缘耐受温度，引起了绕组绝缘的破坏。为了提高电力系统运行的可靠性和延长变压器的使用寿命，应该对变压器的油温进行实时监控。

　　目前，单片机与PC机相比，以其元件少、抗干扰能力强、性能价格比高等优点，在工业自动化控制方面得到了广泛的应用。而光电子技术的发展又使得单片机技术得到进一步的发展和成熟，各种类型的低功耗、超低功耗的芯片也应运而生。在此。设计用PHILIPS公司生产的P87C 552型8位单片机为核心器件。

　　早期的温度控制器，由于体积大、操作复杂、抗干扰能力差，给工程现场的使用带来了很大不便。随着单片机技术的不断发展，温度控制器正向单片集成化、智能化的方向迅速发展。目前，变压器温控器总存在一些问题，如测温误差大、抗干扰能力差等，这是在工程界非常棘手的问题。根据现场运行要求，采用P87C552单片机构成的变压器温度控制器。所有器件均满足工业级标准，并适合高温环境。采用硬件看门狗技术，通过新型软、硬件抗干扰技术，确保温控器在强电磁干扰环境及电源波动情况下能够长时间稳定地正常运行。操作简单，用户可通过面板按键轻松设定控制风机起停、报警及跳闸阀值，所有设定参数掉电后均不会丢失。通过无线通信实现远程监控，具有测温误差小、分辨力高、抗干扰能力强的特点。

　　由于目前还有许多变压器采用由电接点式温度计采集、显示变压器油温，控制风机的启动和停止，实现变压器的温度控制，在实际运行中，由于风机启动时全部投入，同时全部停止，冲击电流较大，严重影响了电机的使用寿命。且由于无法和控制室联系，所以无法实现变压器的无人控制，增加了运行成本。针对电力变压器在运行过程中存在的问题，可以采用的温度自动控制系统，实现温度的自动采集、显示，风机的顺序起停。目前大多数控制系统使用单片机作为核心控制器。要实现变压器的无人值班，就需要将现场的情况送到主控室，可以采用RS232、RS485通信方式，或者使用无线通信来实现。显示可采用LED或LCD来实现。

　　设计采用80C51单片机，其功能强大，种类繁多，且技术较为成熟，编程采用C语言，容易实现。无线通信传输距离为100米左右，完全可以满足本系统的要求。控制室通过无线通信及时掌握现场的运行情况，可对各种事故作出及时地反映。由于没有必要的电机过压、过载、缺相保护，电机经常损坏。增加了运行成本，且降低了系统的可靠性。设计采取了很多措施来保护电机，如过电压保护等。过压保护需要对电压信号进行采集，一般采用电流互感器，设计采用了电压变送器，因其具有较好的精度。由于工业现场的环境较恶劣，会对系统产生很大的干扰，设计采取了抗干扰措施，在集成电路的电源入口处加了滤波电容，且送入单片机的信号都经过了光耦隔离。由于采取了以上措施，可以保证控制系统稳定工作，设计具有很好的扩展性，能满足各种型号变压器的要求。