变压器智能化远程监控仪

1、变压器智能化远程监控仪        传统的电力变压器保护方案大都包括运行中的短路保护、过负荷保护、瓦斯保护、差动保护等，近年来随着计算机通信技术的不断提高，关于微机型保护的应用越越来越多，本文所述的变压器智能化远程监控仪由温度传感器、微处理器、三相电力采集芯片、输出输入继电器所组成、GSM通信模块等组成。本系统采用GSM网络通信技术和微处理器技术相结合的技术，解决变压器参数远程传输问题，适合各种地理状况下的变压器监控。该监控仪通过三相电力采集芯片采集变压器运行时的相关运行参数并由微处理器进行实时的处理和分析，实现

2、实时数据采集和实时负荷监测的功能；在变压器出现异常情况时能通过GSM网络实现及时报警。应用该监控仪的实际意义在于：通过监视变压器的运行状况，优化配电网的运行方式。发生故障或异常运行时，迅速报警，及时恢复正常供电，减少停电时间，保证变压器的安全运行。记录电压越限时间，计算电压合格率，从而合理控制电压水平，改善供电质量。     一、 系统硬件    1、三相电力参数采集的实现    SA9904B是SAMES公司生产的具有SPI接口的三相功率电能计量专用芯片，采用20脚DIF封

3、装，为混合模数信号的CMOS集成电路。它可以根据输入的电压和电流信号，通过芯片内部做各种运算，最后得到有功电量、无功电量、电压有效值和频率等参数，每个参数值存储在芯片内部的24位寄存器中，SA99P4B的SPI接口为三态输出，因而可以将一台以上的测量设备连接在一条SPI总线上CPU可以通过SPI接口读取这些参数值。它的外围电路连接原理图如图一所示：    SA9904B三相电路的各路电流和电压独立完成采样，有用功率和无用功率通过SA9904B的三路电流和三路电压的乘积求得。在芯片内部完成数模转换和相位延迟的调整，各路瞬间功率的数字量值存储在二十四位寄存器

4、中，最大值为十六进制的FFFFFF，对应于芯片的DO端口，其中对各路的寄存器的读取，由各路地址存储器的值确定，对应与芯片的DI端口。这些都通过芯片的SPI接口以串行数据方式与CPU端口进行数据通讯。CPU通过对地址的选择来完成对芯片的数据读取。    SA9904B的SPI接口分为DI，DO，SCK，CS，F5O端口，CPU利用这些端口进行数据传递。在开发过程中在DI，DO的端口要加一些滤波电路，防止线路中尖峰电平。DI，DO上的数据只有在CS和SCK为高电平时有效，DI触发与CS的触发同时，且DI上数据在SCK的高电平内完成，DO上数据必须在SCK高电

5、平时触发，在下一个高电平阶段内完成。F50是频率寄存器，寄存电压的频率和是否缺相和倒相，可以方便地用来判断变压器是否处于报警状态。DI上数据与SA9904B上的数据寄存器的地址一致，即高三位为110，四，五位或0或1。后四位为选择代码。     SA9904B在本文中的应用图二所示    2、数据的发送    数据远传利用现有的GSM网络，众所周知，现在的GSM系统能提供多种不同类型的业务，包括语音业务、数据业务和短消息业务等，本设计中只利用了其中的数据业务和短消息业务。数据

6、业务为数字移动通信网的用户之间、数字移动通信系统的用户与和其联网的所有用户之间提供双向的三类传真和可视图文的传输服务。短信业务包括两种方式：点对点短消息业务和点对多点的小区广播业务。点对点短消息也就是我们通常用的短信功能，它使GSM网络的用户可以发出或接收长度有限的数字或文字消息，该服务包括发往移动台（SMT - MT）和从移动台接收（SMT - MO）。通过GSM系统中一个相对独立的实体短消息业务中心实观这两服务，由控制信道转达短消息业务的消息。    二、系统软件    三、监控仪实现的功能    1、监测功能    监测参数：3相电压、3相电流、总有功功率、总无功功率、总功率因数、频率；变压器3相油槽的温度、各时段的有功电度以及无功电度。    2、异常报警    3、GSM通讯驱动