专利名称：一种智能变压器温度控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及变压器技术领域，尤其涉及一种智能变压器温度控制装置。
背景技术：
现有的普通变压器冷却装置是根据变压器温度控制装置采集并输出的变压器温度信号，启动相应的风机对变压器进行冷却。图1是现有的普遍变压器温度控制装置的示意性的内部结构图。如图1所示，普遍变压器温度控制装置一般包括温度信号采集模块10、信号调理模块20、温度信息控制输出模块30，其中，温度信号采集模块10用于采集变压器温度，并将采集的温度传送给信号调理模块20进行处理；信号调理模块20用于将从温度信号采集模块10接收的信号转换为可供输出的数字量信号，并将转换的数字量信号与预先设定值对比，如果转换的数字量信号大于设定值，则温度信息控制输出模块30输出闭合节点信号，该节点信号表示变压器温度过高，需要启动相应的风机对变压器进行冷却，如果转换的数字量信号不大于设定值，则温度信息控制输出模块30输出表示变压器温度正常的闭合节点信号。这种变压器温度控制装置存在如下问题1、现有的温度信号采集模块10多数采用双金属片，测温误差大，从而导致温度信号采集和显示精度不够高，而且双金属片结构要求高，加工困难；2、温度偏差可能导致温度过高，缩短设备的使用寿命，或者损坏设备；3、温度信号采集模块10、信号调理模块20和温度信息控制输出模块30是一对一配合工作，只适合于对一路信号进行处理，不适合多点分布式温度监控；4、温度信息控制输出模块30只能两个节点式触电输出，可靠度不高。5、没有通讯功能，完全依赖人工巡视采集数据，实时性差；6、没有实时时间校准系统，不能大规模全国联网。
发明内容为了解决上述问题，本实用新型提供一种智能变压器温度控制装置，以提高变压器温度信号的采集精度和显示精度。为了实现以上目的，本实用新型提供的智能变压器温度控制装置包括温度信号采集模块，用于采集变压器温度；数字信号处理器，用于将温度信号采集模块采集的变压器温度转换为数字量的温度信号；输出控制模块，用于根据数字信号处理器转换的温度信号来向所述变压器的外部装置输出用于控制这些外部装置的操作的控制信号，其中，所述温度信号采集模块包括温度传感器电路、低通滤波电路和信号采集芯片，其中，采集的温度信号经过温度传感器电路转换为低电压信号，然后经过低通滤波电路输入到信号采集芯片的温度采集口，信号采集芯片对输入的电压信号进行内部转换，并输出数字量的电压值，其中，所述温度传感器电路包括阻性的温度敏感元件。优选地，所述温度敏感元件为钼电阻，所述温度传感器电路为包括钼电阻和LM358的电桥。优选地，所述变压器的外部装置包括风机。优选地，所述温度信息采集模块采集多路变压器温度信号。优选地，所述装置还包括第一光电耦合模块，连接在信号采集芯片与数字信号处理器之间。优选地，所述装置还包括温度信息显示模块，用于根据数字信号处理器转换的数字量的温度信号来显示变压器温度信息。优选地，所述装置还包括按键处理模块，用于与数字信号处理器进行人机交互。优选地，所述装置还包括通讯模块，用于与上位机进行通讯，并将上位机发出的控制信号发送给数字信号处理器，数字信号处理器将上位机发出的控制信号转发给温度信号采集模块和输出控制模块。优选地，所述装置还包括第二光电耦合模块，连接在数字信号处理器与通讯模块之间。优选地，所述装置还包括授时接受模块，用于从卫星授时系统接收实时时间，数字信号处理器根据接收的实时时间对所述变压器温度控制装置进行时间修正。本实用新型提出了一种新型的温度信号采集模块结构，该结构可实现变压器温度的高精度采集和显示，并可实现多路信号采集，从而实现多点分布式温度监控。而且，输出控制模块根据数字信号处理器转换的温度信号来向变压器的外部装置输出控制信号，而不是仅靠两个节点式触电输出，可靠度高。此外，还增加了与上位机通讯的通讯功能和实时时间修正功能。通过以上结构和功能，可更加准确地检测变压器温度，有效地防止由于变压器温度过高而导致缩短设备使用寿命或者损坏设备的问题。
图1是现有的普遍变压器温度控制装置的结构示意图；图2是本实用新型的第一实施例的智能变压器温度控制装置的结构示意图；图3是本实用新型的温度信号采集模块的示意性电路图；图4是本实用新型的输出控制模块的示意性电路图；图5是本实用新型的其它实施例的智能变压器温度控制装置的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型对于现有的传统变压器温度控制装置的改进之处在于在温度信号采集模块中使用了先进的信号采集芯片，提高了温度信号的采集精度，并可同时采集多路信号进行处理，特别适合于多点分布式温度监控；在信号调理模块中使用了数字信号处理器， 将模拟量转化为数字量，简化了信号调理模块构成；在温度信息显示模块中使用专用的液晶显示模块输出，提高了显示的准确度；增加了以太网通讯模块和输出控制模块，采用专用的通讯芯片来支持通讯功能。以下将结合附图和实施例对本实用新型进行详细描述。(第一实施例)图2是本实用新型的第一实施例的智能变压器温度控制装置的结构示意图。如图 2所示，所述智能变压器温度控制装置包括温度信号采集模块10、数字信号处理器20和输出控制模块30，其中，温度信号采集模块10用于采集变压器温度；数字信号处理器20用于将温度信号采集模块10采集的变压器温度转换为数字量的温度信号；输出控制模块30用于根据数字信号处理器20转换的温度信号来向所述变压器的外部装置输出用于控制这些外部装置的操作的控制信号。以下，对各个模块的具体实现进行描述。(一 )温度信号采集模块在本实用新型的温度信号采集模块中，代替现有的双金属片结构，利用温度敏感元件来采集变压器温度，以提高温度采集的精度和简化温度信号采集模块的加工工艺。为了实现以上目的，本实用新型的温度信号采集模块包括温度传感器电路、低通滤波电路和信号采集芯片，其中，采集的温度信号经过温度传感器电路转换为低电压信号， 然后经过低通滤波电路输入到信号采集芯片的温度采集口，信号采集芯片对输入的电压信号进行内部转换，并输出数字量的电压值，其中，所述温度传感器电路包括阻性的温度敏感元件，例如钼电阻。图3是本实用新型的温度信号采集模块10的示例性电路图。如图3所示，温度湿度信号采集模块10包括钼电阻桥(Rl 1，R12, R13，R14，R15，R16 ( S卩，钼电阻)，LM358)、与钼电阻桥连接的低通滤波电路(C11，R17，C12)以及信号采集芯片(即，MCP3204芯片)，关于MCP3204芯片的详细介绍，可参见美国微芯公司官方网址。这里，LM358为公知的运算放大器，因此，省略其详细描述。如图3所示，采集的温度信号经钼电阻桥(Rll，R12，R13，R14，R15，R16，Ii058)转换为低电压信号Vot (具体来讲，钼电阻R16的阻值根据变压器温度的变化而改变，钼电阻桥因而输出不同的低电压信号Vot)，然后经过低通滤波电路(C11，R17，C12)输入到信号采集芯片MCP3204的温度采集口 CHO。在信号采集芯片MCP3204中，采集到的电压信号经过内部运算从Dout接口(串行外设接口)输出，输出的是数字量的电压值。在本实用新型中可根据用户实际需求扩展为多路信号输入，MCP3204最多可扩展 4路信号，可以为温度元件的多功能组合。在本实施例中，根据不同的显示控制要求，选取不同的钼电阻。例如，在显示控制要求精度为0. 1的情况下，R16可选取PtlO钼电阻；在显示控制要求精度为0. 01的情况下， R16可选取PtlOl钼电阻。这里指出，本实用新型并不限于钼电阻，而是可采用任何阻性的温度敏感元件。此时，采集电路结构基本相同。从图3所示的结构可看出，本实用新型中使用了集成度高的信号采集芯片直接将模拟量转换为数字量进行处理和输出，从而改善了原来模拟量到模拟量的信号处理和输出的模式，实现了温度信息的数字采集和数字显示，并且，减小了信号采集信息的随机误差， 从而提高了温度采集的精度和准确度。此外，通过图3所示的信号采集模块10，可同时采集多路温度数据进行处理，从而可以实现温度分布式采集、集中控制。而且，这种采集模块结构代替现有的双金属片结构，简化了加工工艺。此外，优选的是，为了保证温湿度监控器整个系统的可靠性，需要在温度信号采集模块10 (具体地，信号采集芯片MCP3204)和数字信号处理器20之间添加一个光电耦合模块60 (第一光电耦合模块)(见图幻，S卩，从信号采集芯片MCP3204的Dout接口输出的数字
5信号需要通过光电耦合模块60输入到数字信号处理器20中。这里，光电耦合模块60的作用是使温度采集信号和数字信号处理器信号隔离，互不干扰(包括屏蔽高压电磁信号对数字信号处理器20的干扰)，从而保证数据传输的可靠性。在本实施例中，光电耦合模块60 可采用美国安捷伦公司的6W37光电耦合模块(详情可参见美国安捷伦公司官方网址)。( 二 )数字信号处理器如上所述，在本实用新型中，数字信号处理器20用于将温度信号采集模块10采集的变压器温度(具体地，信号采集芯片MCP3204输出的数字量的温度信号)转换为数字量的温度信号。信号采集芯片MCP3204输出的数字量的温度信号与数字信号处理器20的显
示数值的转换关系如下
权利要求1.一种智能变压器温度控制装置，包括 温度信号采集模块，用于采集变压器温度；数字信号处理器，用于将温度信号采集模块采集的变压器温度转换为数字量的温度信号；输出控制模块，用于根据数字信号处理器转换的温度信号来向所述变压器的外部装置输出用于控制这些外部装置的操作的控制信号，其中，所述温度信号采集模块包括温度传感器电路、低通滤波电路和信号采集芯片，其中，采集的温度信号经过温度传感器电路转换为低电压信号，然后经过低通滤波电路输入到信号采集芯片的温度采集口，信号采集芯片对输入的电压信号进行内部转换，并输出数字量的电压值，其中，所述温度传感器电路包括阻性的温度敏感元件。
2.根据权利要求1所述的智能变压器温度控制装置，其特征在于，所述温度敏感元件为钼电阻，所述温度传感器电路为包括钼电阻和LM358的电桥。
3.根据权利要求1所述的智能变压器温度控制装置，其特征在于，所述变压器的外部装置包括风机。
4.根据权利要求1所述的智能变压器温度控制装置，其特征在于，所述温度信息采集模块采集多路变压器温度信号。
5.根据权利要求1所述的智能变压器温度控制装置，其特征在于，还包括 第一光电耦合模块，连接在信号采集芯片与数字信号处理器之间。
6.根据权利要求1所述的智能变压器温度控制装置，其特征在于，还包括温度信息显示模块，用于根据数字信号处理器转换的数字量的温度信号来显示变压器温度fe息。
7.根据权利要求1所述的智能变压器温度控制装置，其特征在于，还包括 按键处理模块，用于与数字信号处理器进行人机交互。
8.根据权利要求1所述的智能变压器温度控制装置，其特征在于，还包括通讯模块，用于与上位机进行通讯，并将上位机发出的控制信号发送给数字信号处理器，数字信号处理器将上位机发出的控制信号转发给温度信号采集模块和输出控制模块。
9.根据权利要求8所述的智能变压器温度控制装置，其特征在于，还包括 第二光电耦合模块，连接在数字信号处理器与通讯模块之间。
10.根据权利要求1所述的智能变压器温度控制装置，其特征在于，还包括 授时接受模块，用于从卫星授时系统接收实时时间，数字信号处理器根据接收的实时时间对所述变压器温度控制装置进行时间修正。
专利摘要本实用新型提供一种智能变压器温度控制装置，包括温度信号采集模块，用于采集变压器温度；数字信号处理器，用于将采集的变压器温度转换为数字量的温度信号；输出控制模块，用于根据转换的温度信号来向所述变压器的外部装置输出用于控制这些外部装置的操作的控制信号，其中，所述温度信号采集模块包括温度传感器电路、低通滤波电路和信号采集芯片，其中，采集的温度信号经过温度传感器电路转换为低电压信号，然后经过低通滤波电路输入到信号采集芯片的温度采集口，信号采集芯片对输入的电压信号进行内部转换，并输出数字量的电压值，其中，所述温度传感器电路包括阻性的温度敏感元件。本实用新型可实现变压器温度的高精度采集和显示。
文档编号G05D23/20GK202257312SQ20112026564
公开日2012年5月30日 申请日期2011年7月21日 优先权日2011年7月21日
发明者宋建慧, 张爱民, 靳梦龙, 马威 申请人:新疆特变电工自控设备有限公司