摘要设计了一个变压器渗漏油的实时监控报警系统，该系统包括油位模拟量采集、油位数据处理、油位数据 GSM 传输、移动端显示几个部分。通过一压力式液位变换器将液位高度信号转换成电流信号。通过 A/D 芯片将采集的模拟信号转换成数字信号。通过实验得到 A/D芯片的输出信号对应的实际液位高度。利用单片机完成了液位信号的采集、显示以及对 GSM芯片的控制。利用 GSM 模块将信号通过短信的方式传输至移动端。当油位发生变化时，触发单片机发出控制指令使 GSM 芯片向指定的手机发出包含液位信息的短信。在移动端通过设计 Android 应用程序让接收界面更人性化。31803
毕业论文关键字 变压器渗漏油 监控报警系统 单片机 GSM Android
Title Design of transformer oil leakage defect alarm device
Abstract
A transformer oil leakage monitoring system is designed in this paper. It consistsof four parts which are oil level analog quantity collector, oil level processor,GSM data transmitter, mobile phone displayer. Oil level information is convertedinto current data by using a pressure sensor. The oil information in analog statusis converted into digital data by a A/D chip. By doing a experiment test, each realoil level can connected to a A/D output data. The oil level data is collected anddisplayed by a micro controller, the micro controller also takes charge of GSM chip.It transmits oil height information to a specific mobile phone by a GSM chip. Whenoil level change happens ,a text message which includes the oil level informationis sent to a specific phone. A APP on Android platform is designed to make the showinginformation more humanistic.
Keyword transformer oil leakage monitoring system MCU GSM Android
目 次
1 绪论. 1
1.1 问题提出 1
1.2 研究现状 1
1.2.1 瓦斯保护的不足. 1
1.2.2 一般变压器油位报警装置的缺点. 1
1.3 本设计主要工作 2
2 系统总体设计. 4
2.1 系统的总体结构 4
2.2 系统组成部分简介 5
2.2.1 单片机 AT89C52.5
2.2.2 GSM 模块6
2.2.3 LED 数码管显示部分 7
2.2.4 信号采集部分. 9
2.2.5 手机APP 部分13
3 系统设计原理和分析. 14
3.1 信号采集 14
3.1.1 液位变送器接线方式. 14
3.1.2 电压隔离电路. 14
3.1.3 A/D转换部分15
3.2 单片机部分具体设计 16
3.2.1 单片机外围电路设计. 16
3.2.2 单片机程序设计. 17
3.2.3 单片机系统抗干扰设计. 22
3.3 显示部分设计 23
3.3.1 硬件设计. 23
3.3.2 程序设计. 24
3.4 移动接收端设计 25
3.4.1 软件构架. 25
3.4.2 BroadcastReceiver 设计 26
3.4.3 Service 设计. 26
3.4.4 Activity 设计. 27
3.4.5 Preferences 设计28
3.4.6 软件主界面. 28
3.5 系统电源的选取 29
3.5.1 5V 直流电源的选取. 29
3.5.224V直流电源的选取.30
4AltiumDesigner环境下PCB的制作.31
4.1AltiumDesigner中的电路原理图设计31
4.1.1设计元器件库.31
4.1.2绘制电路原理图.31
4.2PCB图的设计32
4.2.1元器件封装设计.32
4.2.2PCB电路图的布线.32
5系统调试工作记录.33
5.1液位变送器的调试33
5.2系统显示部分的调试33
5.3单片机采集数据的调试33
5.4对GSM模块的调试工作34
5.5Android程序的调试.36
6系统的整体测试.37
6.1系统准确性的测试37
6.1.1系统准确性测试方法.37
6.1.2测试结果.37
6.2系统稳定性测试38
6.2.1系统稳定性测试方法.38
6.2.1测试结果.38
结论.39
致谢.40
参考文献.41
附录A电路原理图42
附录B电路PCB图43
1 绪论1.1 问题提出变压器是电力网的主要装置，变压器的正常工作关系到电网的安全。变压器长期运行中密封件受环境和气温的影响以及变压器在运行过程中产生的振动现象，在运行一段时间后变压器不同结构之间的连接可能会出现松动，焊点的虚焊、铸件的砂眼、安装工艺粗糙、密封垫质量差、板式蝶阀质量欠佳等缺陷可能被放大[1]。特别在气温骤变时，变压器因错过运文人员的巡视周期和巡视时间，会出现漏油或喷油现象发生，使得变压器损坏，甚至导致重大事故的发生。如果能设计一个可以实时监控变压器油位的报警装置，则可以规避此风险，当变压器故障尚未扩大时进行及时检修，确保变压器的安全运行，同时又能在很大程度上减轻运文人员的工作负担。 前人已经有利用 GSM 系统做出的远程过程控制系统[2]和智能路灯监控系统[3]，这证明了本设计构想的可能性。1.2 研究现状1.2.1 瓦斯保护的不足关于变压器保护的研究是继电保护的一个重点，其中普遍的保护有电量保护和非电量保护。电量保护包括变压器差动保护、低电压保护等。本研究要讨论的是非电量保护，如检测油位、油温、油压的参数以及变压器中气体的成分来分析变压器状态[4,5]，在非电量保护中，瓦斯保护又被当作变压器的主保护使用， 在变压器轻微故障时， 变压器油受热分解产生气体，使瓦斯继电器动作于发信，发出报警信号，提醒文护人员，当变压器内部发生严重故障时，瓦斯继电器动作与跳闸，切除故障变压器[6]。但是分析瓦斯继电器的工作原理， 可以发现其存在一定缺陷， 即当变压器油位缓慢下降，但没有超过瓦斯继电器整定值时，瓦斯继电器不会动作。但是此时变压器可能已经存在安全隐患，当运行条件变得恶劣时，变压器可能发生不可挽回的后果。 变压器渗漏油缺陷跟踪报警装置研制+电路图:http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_28078.html