一种基于PIC单片机的变压器绝缘油在线监测系统技术方案

一种基于PIC单片机的变压器绝缘油在线监测系统，包括气体检测模块、微水检测模块、油温检测模块、A/D采样模块、PIC控制模块。所述气体检测模块、微水检测模块、油温检测模块分别通过串行通讯电路连接PIC控制模块，PIC控制模块与下位机连接，下位机通过通讯模块与上位机连接；所述气体检测模块包括多个气体传感器；所述微水检测模块包括湿度传感器；所述油温检测模块包括铂热敏电阻传感器；所述PIC控制模块分别连接液晶显示屏模块、按键模块、报警模块。本实用新型专利技术系统，通过传感器检测到的变压器绝缘油中温度、湿度、溶解气体各组成含量等信息，汇总到控制模块，并且通过液晶显示屏和键盘实现与现场检测维护人员的人机信息交互，实时对变压器绝缘油进行在线监测。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及变压器绝缘油监测领域，具体是一种基于PIC单片机的变压器绝缘油在线监测系统。
技术介绍
变压器作为电力系统的枢纽设备，其运行可靠性直接影响电力系统的安全运行，变压器一旦发生故障，将可能造成巨大的损失。从电力变压器事故分析来看，很多事故是局部故障扩大引起的突发事故，但目前对设备运行状况的判据依赖于预防性试验，由于预防性试验周期长，现行的预防性试验项目对绝缘的发展性故障反应不灵敏，发展速度在几天到几周的局部缺陷往往不能及时发现，而这种局部缺陷在几周内扩大造成的事故在变压器事故统计中占较大比例。变压器油作为液态绝缘材料参与高压电器的长期运行，在光、热、金属、电磁场及各种杂志的作用下会产生质的变化。且变压器油中微水含量会因为设备受潮、绝缘材料分化降解以及油质劣化等因素的影响而提高。当绝缘油中微水含量超过一定的阈值时，设备的绝缘性能将大大降低，严重时可能导致绝缘击穿、烧毁电气设备等重大事故。同时变压器绝缘油中溶解的气体对变压器造成的伤害也是非常大的。因此，变压器油中微水含量以及溶解气体的检测是变压器设备安全稳定运行的重要保障。针对变压器绝缘油监测这一问题，目前使用较多的就是离线监测方法，但是离线监测需要在变压器设备停运时进行各种试验检测，这种方法不能被大范围使用。后来随着科学技术的发展，人们设计出电力变压器设备在线监测技术。一种是实时带电测量，这种方法是对电力设备的某些绝缘参数进行监测，所采用的设备和仪器大多是机械式和模拟式的，但是这种技术测量项目较少，系统灵敏度不够高，应用范围不够宽，没有实现大规模的普及和应用。随后，很多国家通过研究使用气相色谱仪分析自由气体同时分析油中溶解气体，便于发现早期故障。但是这种方法只是采用气相色谱仪技术，需要定时抽取油样，在实验室进行分析，试验时间长，不能实现在线连续监测。因此，研究新一代的变压器油在线监测装置对电力变压器的安全运行具有无比重要的意义。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本技术提供一种基于PIC单片机的变压器绝缘油在线监测系统，利用PIC单片机控制技术，通过传感器检测到的变压器绝缘油中温度、湿度、溶解气体各组成含量等信息，汇总到控制模块，并且通过液晶显示屏和键盘实现与现场检测维护人员的人机信息交互，实时对变压器绝缘油进行在线监测。本技术所采用的技术方案是：一种基于PIC单片机的变压器绝缘油在线监测系统，包括气体检测模块、微水检测模块、油温检测模块、A/D采样模块、PIC控制模块。所述气体检测模块、微水检测模块、油温检测模块分别连接PIC控制模块，PIC控制模块与下位机连接，下位机通过通讯模块与上位机连接；所述气体检测模块包括多个气体传感器，多个气体传感器通过A/D采样模块连接PIC控制模块的输入端；所述微水检测模块包括湿度传感器，湿度传感器通过A/D采样模块连接PIC控制模块的输入端；所述油温检测模块包括铂热敏电阻传感器，铂热敏电阻传感器通过A/D采样模块连接PIC控制模块的输入端；所述PIC控制模块分别连接液晶显示屏模块、按键模块、报警模块。所述PIC控制模块包括主控芯片、EEPROM芯片、SRAM芯片、时钟芯片，所述主控芯片、EEPROM芯片、SRAM芯片、时钟芯片分别连接电源模块。所述A/D采样模块连接信号滤波调理模块。该系统包括串行通讯电路，串行通讯电路包括串行外围芯片SPI接口、USART模块。所述气体传感器为MQ8气体传感器。所述主控芯片为PIC18F96J60单片机。所述电源模块包括MC34063直流-直流变换器、LDO芯片，MC34063直流-直流变换器用于提供5V电源，LDO芯片用于输出3.3V电源。本技术一种基于PIC单片机的变压器绝缘油在线监测系统，利用PIC单片机控制技术，通过传感器检测到的变压器绝缘油中温度、湿度、溶解气体各组成含量等信息汇总到PIC控制模块，并且通过液晶显示屏模块和按键模块，实现和现场检测维护人员的人机信息交互，实时对变压器绝缘油进行在线监测。全过程自动进行，自动化系数高，而且具有针对性，安全可靠，安装方便。附图说明图1为本技术的系统框图；图2（a）为本技术系统的5V电源电路图；图2（b）为本技术系统的3.3V电源电路图；图3为本技术的时钟电路图；图4为本技术的ICSP接口电路图；图5为本技术的复位电路图；图6为本技术的晶振电路图；图7为本技术的EEPROM电路图；图8（a）为本技术的RS232异步通讯电路图；图8（b）为本技术的RS485异步通讯电路图；图9（a）为本技术的电流传感器信号调理电路图；图9（b）为本技术的电压传感器信号调理电路图；图10为本技术的显示驱动电路图；图11为本技术的报警实现控制电路图；图12为本技术的网络连接原理电路图；图13为本技术的控制流程图。具体实施方式如图1所示，一种基于PIC单片机的变压器绝缘油在线监测系统，包括气体检测模块、微水检测模块、油温检测模块、A/D采样模块、PIC控制模块，所述气体检测模块、微水检测模块、油温检测模块分别连接PIC控制模块，PIC控制模块与下位机连接，下位机通过通讯模块与上位机连接。所述气体检测模块包括多个气体传感器，多个气体传感器通过A/D采样模块连接PIC控制模块的输入端。所述微水检测模块包括湿度传感器，湿度传感器通过A/D采样模块连接PIC控制模块的输入端。所述油温检测模块包括铂热敏电阻传感器，铂热敏电阻传感器通过A/D采样模块连接PIC控制模块的输入端。所述PIC控制模块分别连接液晶显示屏模块、按键模块、报警模块。所述PIC控制模块包括主控芯片、EEPROM芯片、SRAM芯片、时钟芯片，所述主控芯片、EEPROM芯片、SRAM芯片、时钟芯片分别连接电源模块。所述A/D采样模块连接信号滤波调理模块。该系统包括串行通讯电路，串行通讯电路包括串行外围芯片SPI接口、USART模块。所述气体传感器为MQ8气体传感器。所述主控芯片为PIC18F96J60单片机。所述电源模块包括MC34063直流-直流变换器、LDO芯片如图2（a）所示，为本技术系统的5V电源电路图，主要功能是为系统硬件电路板提供可靠的电源输出。在本技术中，因为PIC18F96J60单片机要使用两组稳压直流电源，因为系统的I/O输入输出供电电源为5V，内核及片内外设供电电源为3.3V，所以本技术为直流5V的应用系统。FI为电流最大值为500mA的可恢复熔断器，避免系统因出现短路故障时造成器件过流损坏，该熔断器在断电后可恢复正常的通流和保护功能。D1、D2、D3、D4四个二极管组成全桥回路形式，保障P-CON外接电源在正接和反接情况下均能为系统提供正确的电源形式。系统输入电源模块采用MC34063直流-直流变换器，是一款单片双极线性集成电路，片内含有温度补偿带隙基准源，占空比周期可调控制振荡器、驱动器和大电流输出开关，通过降压变换电路并将电压调整到5V，为系统硬件电路板提供可靠的电源输出。如图2（b）所示，为本技术系统的3.3V电源电路图，主要功能是为系统中的PIC18F96JH60微处理器、EEPROM芯片、SRAM芯片以及时钟芯片供电。系统获得5V电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于PIC单片机的变压器绝缘油在线监测系统，包括气体检测模块、微水检测模块、油温检测模块、A/D采样模块、PIC控制模块，其特征在于：所述气体检测模块、微水检测模块、油温检测模块分别连接PIC控制模块，PIC控制模块与下位机连接，下位机通过通讯模块与上位机连接；所述气体检测模块包括多个气体传感器，多个气体传感器通过A/D采样模块连接PIC控制模块的输入端；所述微水检测模块包括湿度传感器，湿度传感器通过A/D采样模块连接PIC控制模块的输入端；所述油温检测模块包括铂热敏电阻传感器，铂热敏电阻传感器通过A/D采样模块连接PIC控制模块的输入端；所述PIC控制模块分别连接液晶显示屏模块、按键模块、报警模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于PIC单片机的变压器绝缘油在线监测系统，包括气体检测模块、微水检测模块、油温检测模块、A/D采样模块、PIC控制模块，其特征在于：所述气体检测模块、微水检测模块、油温检测模块分别连接PIC控制模块，PIC控制模块与下位机连接，下位机通过通讯模块与上位机连接；所述气体检测模块包括多个气体传感器，多个气体传感器通过A/D采样模块连接PIC控制模块的输入端；所述微水检测模块包括湿度传感器，湿度传感器通过A/D采样模块连接PIC控制模块的输入端；所述油温检测模块包括铂热敏电阻传感器，铂热敏电阻传感器通过A/D采样模块连接PIC控制模块的输入端；所述PIC控制模块分别连接液晶显示屏模块、按键模块、报警模块。2.根据权利要求1所述一种基于PIC单片机的变压器绝缘油在线监测系统，其特征在于：所述PIC控制模块包括主控芯片、EEPROM芯片、SRAM芯片、时钟芯片，所述主控芯片、EEP...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨雨薇，张飞，陈黎，肖洒，张鑫蕊，刘霞，林敏，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42