一种油浸式变压器气压密封检测系统 |
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| 申请号 | CN201710902733.8 | 申请日 | 2017-09-29 | 公开(公告)号 | CN107449568A | 公开(公告)日 | 2017-12-08 |
| 申请人 | 孙培丽; | 发明人 | 孙培丽; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及油浸式 变压器 气密检测技术领域，尤其涉及一种油浸式变压器气压密封检测系统，本发明采用以 单片机 系统为核心控制单元，以自动 开关 电路 为动作单元，以高 精度 温度 、气压 传感器 为检测单元的全自动化技术设计，解决了传统油浸式变压器气压检测误差大、检测规格不达标的技术问题，本系统达到全自动化动作、无需人工、高效节能的技术效果；采用自动加减压、自动加热、自动检测的技术设计，解决了传统油浸式变压器气压检测动作繁琐、效率低、工作周期时间长的技术问题，达到了自动加减压、自动加热、自动精确检测变压器 密封性 是否合格，保证工作效率、减小检测周期时长的技术效果。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种油浸式变压器气压密封检测系统，其特征在于：包括中控单元(1)、动作单元(2)、信息采集单元(3)和待检变压器(5)；中控单元(1)输出侧连接信息采集单元(3)的信息输出端，信息采集单元(3)的信息采集端连接在待检变压器(5)上，中控单元(1)输出侧连接动作单元(2)的受控端，动作单元(2)的功能输出端连接在待检变压器(5)上；中控单元(1)的信息传输端无线连接有上位机(4)； |
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| 说明书全文 | 一种油浸式变压器气压密封检测系统技术领域[0001] 本发明涉及油浸式变压器气密检测技术领域，尤其涉及一种油浸式变压器气压密封检测系统。 背景技术[0002] 目前，油浸式电力变压器渗漏油是其制造及运行中的常见问题；因此，需要在产品出厂前要将其渗漏薄弱点全部排除，以使产品挂网时安全、可靠运行运行。但是现有的油浸式电力变压器气密性检测装置较为复杂，人工操作繁琐，试验结果可信度差。 发明内容[0003] 本发明所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供了一种油浸式变压器气压密封检测系统，采用以单片机系统为核心控制单元，以自动开关电路为动作单元，以高精度温度、气压传感器为检测单元的全自动化技术设计，解决了传统油浸式变压器气压检测误差大、检测规格不达标的技术问题，本系统达到全自动化动作、无需人工、高效节能的技术效果；采用自动加减压、自动加热、自动检测的技术设计，解决了传统油浸式变压器气压检测动作繁琐、效率低、工作周期时间长的技术问题，达到了自动加减压、自动加热、自动精确检测变压器密封性是否合格，保证工作效率、减小检测周期时长的技术效果；采用了蓝牙技术方法，解决了传输线布置安排复杂、施工难的技术问题，达到了检测工作进程无线传输至上位机、无需布线的技术效果。 [0004] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：包括中控单元、动作单元、信息采集单元和待检变压器；中控单元输出侧连接信息采集单元的信息输出端，信息采集单元的信息采集端连接在待检变压器上，中控单元输出侧连接动作单元的受控端，动作单元的功能输出端连接在待检变压器上；中控单元的信息传输端无线连接有上位机；中控单元包括单片机系统、开关控制电路、阀门控制电路、整流稳压电路和蓝牙模块； 单片机系统输入端连接有按键电路和锁存器，单片机系统通过锁存器连接信息采集单元； 单片机系统的输出端I/O连接有指示灯和显示屏；整流稳压电路的电源输出端连接在单片机系统上；蓝牙模块安装在单片机系统的通信端；开关控制电路和阀门控制电路分别安装在单片机系统的I/O口上； 动作单元包括空气压缩泵、抽气泵、加热管和220V交流电；空气压缩泵的电源端连接 220V交流电，空气压缩泵电源端和220V交流电之间的连接线上安装有继电器A，空气压缩泵的出气口连接在待检变压器上，空气压缩泵和待检变压器的连接管上安装有电子阀门A；抽气泵的电源端连接220V交流电，抽气泵电源端和220V交流电之间的连接线上安装有继电器B，抽气泵的抽气口连接在待检变压器上，抽气泵和待检变压器的连接管上安装有电子阀门B；加热管固定在待检变压器的内部，加热管的电源端连接220V交流电，加热管和220V交流电的连接线之间安装有继电器C； 继电器A的受控端连接主控单元，继电器B的受控端连接主控单元，继电器C的受控端连接主控单元，电子阀门A的受控端连接主控单元，电子阀门B的受控端连接主控单元； 进一步优化本技术方案，所述的信息采集单元包括A/D转换电路、电压跟随器、热电阻和气压传感器；热电阻安装固定在待检变压器的内部，热电阻的输出端连接电压跟随器的输入端；气压传感器安装固定在待检变压器的内部，气压传感器的输出端连接电压跟随器的输入端；A/D转换电路的输入端连接有滤波放大电路；A/D转换电路通过滤波放大电路连接电压跟随器；A/D转换电路的输出端连接主控单元； 进一步优化本技术方案，所述的单片机系统包括单片机芯片ATmega128、晶振电路和复位电路；晶振电路的输出端连接在单片机芯片ATmega128的XTAL1和XTAL2管脚上，复位电路的输出端连接在单片机芯片ATmega128的RESET管脚上； 进一步优化本技术方案，所述的蓝牙模块为HC-06模块，蓝牙模块的UART-TXD管脚连接单片机芯片ATmega12的RXD0管脚，蓝牙模块的UART-RXD管脚连接单片机芯片ATmega12的TXD0管脚； 进一步优化本技术方案，所述的整流稳压电路包括78L12芯片、LM2576芯片与LM117芯片，整流稳压电路输出端包括+12V、+5V、+3.3V三个电压等级，整流稳压电路为单片机系统提供+5V稳定电压，整流稳压电路为蓝牙模块提供+3.3V稳定电压，整流稳压电路为显示屏提供+3.3V稳定电压； 进一步优化本技术方案，所述的阀门控制电路包括光耦电路和继电开关，光耦电路为MOC3021光耦开关芯片，光耦电路的输入端端连接单片机系统，光耦电路的输出端连接继电开关的电磁线圈，继电开关的主触点进线端连接，继电开关的主触点出线端连接电子阀门A； 进一步优化本技术方案，所述的A/D转换电路为ADC0809芯片，锁存器为74LS373数字锁存器，滤波放大电路为四阶有源滤波放大电路。 [0005] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、使用ATmega128单片机作为主控单元，集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路,具有极高性能价格比；2、使用HC-06蓝牙模块作为通信模块，保障了通信性能的稳定性、可靠性与安全性；3、采用四阶有源滤波电路，保证信息采集信号的准确性，使检测系统工作更加可靠、有效；4、ADC0809具有高速、高精度、低温漂、优秀的长期精度和可重复性、低功耗的特性；5、信息采集单元、动作单元、中控单元三者各自对应有各自管理设备，系统分工明确，控制流程精简。附图说明 [0006] 图1是本发明信息传输流程图；图2是中控单元内部结构图； 图3是动作单元内部结构图； 图4是信息采集单元内部结构图； 图5是本系统控制流程图； 图6是单片机系统电路结构图； 图7是A/D转换电路结构图； 图8是阀门控制电路结构图； 图9是蓝牙模块电路结构图； 图10是整流稳压电路结构图； 图11是数据锁存模块电路结构图； 图12是滤波电路电路结构图。 [0007] 图中，1、中控单元；2、动作单元；3、信息采集单元；4、上位机；5、待检变压器；101、单片机系统；102、开关控制电路；103、阀门控制电路；104、整流稳压电路；105、锁存器；106、按键电路；107、蓝牙模块；108、指示灯；109、显示屏；201、电子阀门A；202、空气压缩泵；203、继电器A；204、电子阀门B；205、抽气泵；206、继电器B；207、加热管；208、继电器C；301、A/D转换电路；302、滤波放大电路；303、电压跟随器；304、热电阻；305、气压传感器。 具体实施方式[0008] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。具体实施方式一：包括中控单元1、动作单元2、信息采集单元3和待检变压器5；中控单元1输出侧连接信息采集单元3的信息输出端，信息采集单元3的信息采集端连接在待检变压器5上，中控单元1输出侧连接动作单元2的受控端，动作单元2的功能输出端连接在待检变压器5上；中控单元1的信息传输端无线连接有上位机4； 中控单元1包括单片机系统101、开关控制电路102、阀门控制电路103、整流稳压电路 104和蓝牙模块107；单片机系统101输入端连接有按键电路106和锁存器105，单片机系统 101通过锁存器105连接信息采集单元3；单片机系统101的输出端I/O连接有指示灯108和显示屏109；整流稳压电路104的电源输出端连接在单片机系统101上；蓝牙模块107安装在单片机系统101的通信端；开关控制电路102和阀门控制电路103分别安装在单片机系统101的I/O口上； 动作单元2包括空气压缩泵202、抽气泵205、加热管207和220V交流电209；空气压缩泵 202的电源端连接220V交流电209，空气压缩泵202电源端和220V交流电209之间的连接线上安装有继电器A203，空气压缩泵202的出气口连接在待检变压器5上，空气压缩泵202和待检变压器5的连接管上安装有电子阀门A201；抽气泵205的电源端连接220V交流电209，抽气泵 205电源端和220V交流电209之间的连接线上安装有继电器B206，抽气泵205的抽气口连接在待检变压器5上，抽气泵205和待检变压器5的连接管上安装有电子阀门B204；加热管207固定在待检变压器5的内部，加热管207的电源端连接220V交流电209，加热管207和220V交流电209的连接线之间安装有继电器C208； 继电器A203的受控端连接主控单元1，继电器B206的受控端连接主控单元1，继电器C208的受控端连接主控单元1，电子阀门A201的受控端连接主控单元1，电子阀门B204的受控端连接主控单元1； 所述的信息采集单元3包括A/D转换电路301、电压跟随器303、热电阻304和气压传感器 305；热电阻304安装固定在待检变压器5的内部，热电阻304的输出端连接电压跟随器303的输入端；气压传感器305安装固定在待检变压器5的内部，气压传感器305的输出端连接电压跟随器303的输入端；A/D转换电路301的输入端连接有滤波放大电路302；A/D转换电路301通过滤波放大电路302连接电压跟随器303；A/D转换电路301的输出端连接主控单元1； 所述的单片机系统101包括单片机芯片ATmega128、晶振电路和复位电路；晶振电路的输出端连接在单片机芯片ATmega128的XTAL1和XTAL2管脚上，复位电路的输出端连接在单片机芯片ATmega128的RESET管脚上； 所述的蓝牙模块107为HC-06模块，蓝牙模块107的UART-TXD管脚连接单片机芯片 ATmega12的RXD0管脚，蓝牙模块107的UART-RXD管脚连接单片机芯片ATmega12的TXD0管脚； 所述的整流稳压电路104包括78L12芯片、LM2576芯片与LM117芯片，整流稳压电路104输出端包括+12V、+5V、+3.3V三个电压等级，整流稳压电路104为单片机系统101提供+5V稳定电压，整流稳压电路104为蓝牙模块107提供+3.3V稳定电压，整流稳压电路104为显示屏 109提供+3.3V稳定电压； 所述的阀门控制电路103包括光耦电路和继电开关，光耦电路为MOC3021光耦开关芯片，光耦电路的输入端端连接单片机系统101，光耦电路的输出端连接继电开关的电磁线圈，继电开关的主触点进线端连接，继电开关的主触点出线端连接电子阀门A201； 所述的A/D转换电路301为ADC0809芯片，锁存器105为74LS373数字锁存器，滤波放大电路302为四阶有源滤波放大电路 图1为本发明的信息传输图，本发明为油浸式变压器的气密检测装置，通过向待检变压器5中加减压，并监测气压变化的方法实现气密性检测的目的，防止变压器漏油情况的发生，保证变压器的生产质量；其中，中控单元1通过控制动作单元2向待检变压器5加减压或者加热，并通过信息采集单元3监测待检变压器5是否发生压力下降或上升的情况，实习气密检测；最后通过蓝牙方式向上位机发生工作状态。 [0009] 图2中，中控单元1主要核心为单片机系统101，单片机系统101具有结构简单、工作方式快速有效而被广泛应用于各个控制领域；本系统中，单片机系统101首先通过开关控制电路102和阀门控制电路103控制动作单元2发生动作；其次通过锁存器105接收保存信息采集单元3发出的采集信息；并通过蓝牙模块107发生本系统的工作状态至上位机4；其次，设置显示屏109和指示灯108来显示工作状态，并可通过按键电路106来控制其工作。 [0010] 动作单元2主要包括空气压缩泵202、抽气泵205和加热管207实现对待检变压器5的加压、减压和加热；并通过继电器A203、继电器B206、继电器C208分别实现对空气压缩泵202、抽气泵205和加热管207的控制；其次。通过电子阀门A201和电子阀门B204对待检变压器5的气压控制。 [0011] 图4中，信息采集单元3通过热电阻304测量待检变压器5的温度；通过气压传感器305测量待检变压器5的气压；并进行电压跟随器303的信号隔离、滤波、放大、A/D转换发送至主控单元1，保证了信号的有效性。 [0012] 图5为本系统的工作流程图，本系统测量过程中主要包括三个过程：高压检测、高温高压检测、低压检测，通过三个检测流程保证了待检变压器5的气密性检测流程的合理性；图6为单片机系统101电路结构图；单片机系统101为ATmage128单片机，包括单片机最小系统，图中电源地线已经隐去，其它为串口接线与I/O接线，ATmage128单片机集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路,具有极高性能价格比，使本发明具有较高的实用性能与稳定可行性。图7为A/D转换器的示意图，使用ADC0809模块，其具有高速、高精度、低温漂、优秀的长期精度和可重复性、低功耗的特性； 图7为显示屏105的电路结构图，图2已叙述了显示屏105的固定位置，MCU单元101通过程序直接控制显示屏105显示内容； 图8中，本电路采用MOC3021光耦电路和继电开关实现对动作电元2中的各个继电器、电子阀门的控制，并进行光电隔离，防止了强电线路的谐波信号对控制电路的影响，提高了本电路的精度； 图9为蓝牙模块107的电路示意图，蓝牙模块106为HC-06芯片，设置工作显示灯LED，配对成功输出高电平，未成功输出低电平；KEY管脚的电平状态决定HC-06芯片的工作状态，高电平进入AT状态，低电平或者悬空则进入正常状态，本发明设置悬空，图中电源与地线也隐去了； 图10给出整流稳压电路104的具体电路图，如图，整流稳压电路104通过电池电压整流变压后产生+12V、+5V、+3.3三种电压等级，为单片机系统101等芯片提供了稳定电压，保证本系统中控单元的有效运行。如图12，本电路采用四阶带通电路，有效削弱了信息采集电路 3所发出传感信号的谐波信号，保证了输出信号的质量，提高了本系统的测量精度。 |
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