变压器油温测量及光纤通信系统的设计

在光发射机端再对信号进行调制然后将调制好的电信号转换成光信号，通过光缆进行长距离传输，在接收端将光信号还原成电信号，再把电信号进行解调放大，还原出原始信号。光端机的发送端内含有载波光源，在此将电信号转换成光信号，并输入光纤传输远方。光端机的接收端内含有光检测器，它将来自光纤的光信号还原成电信号，并输入到光端机的接收端，数据可以全双工传输。中继器将经过长距离传输后被衰减和畸变了的光信号放大、整形再生成一定强度的光信号继续传送。
系统原理框图如图3所示。

　　光纤传输后的输出信号再经过RS-485／232电平转换后，可接到PC机的串口进行通信。

4 软件设计

软件流程图如图4所示。该系统的软件是在IAR开发环境下采用C语言编写，采用模块化程序设计。系统初始化，显示开机画面之后开启基本定时器，用于定时唤醒MSP430采样并显示实时温度。显示完温度后进入低功耗模式，等待外部键盘中断和定时器中断，中断返回后再次进入低功耗模式，从而降低了电能消耗。

在变压器油温监测系统中，以MSP430作为下位机，PC机作为上位机，下位机与上位机通过串口进行通信。运行上位机的监控软件后，选择开始通信按钮便与下位机建立了通信，可以对下位机的状态进行监测。远程监测的软件上显示变压器油温值的数字与曲线，保存各测温点的数据，在实际的操作过程中对异常的情况进行报警。

5 测试结果及分析

　　郑州西郊变电站160MVA三相变压器，额定电压为220／12l／lO．5kV。该测温系统于2007年1月投入使用，设置正常测试温度在45℃～75℃，调试可使60℃的测量误差为0，这样在的测试范围内误差较小。
采用该测量系统对变压器顶层油温进行测量，抽取6月2日的一组实验数据，如表1所示。其中标准温度(实温)测量采用高精度的水银温度计，由实验数据可知，系统测量的精度是0．1℃，误差在±0．5℃以内，符合设计的目标。

实验结果表明，测温系统工作稳定、测量方便、准确度较高。系统产生迟滞的原主要是由传感探头的导热能力引起，同时信号调理电路是装置的关键部分，对输入信号处理质量的好坏对装置的性能有着决定性的影响测量的精度。在实际测量过程中，温度值有时会出现偏差。经温度变送器转换后，如显示的温度不正确。有可能是接线端子积灰、松动使电阻变大造成温度误差。
一般规定变压器顶层油温达到65℃时投入风扇，或负荷电流达到70%额定值时投入风扇。为防止风扇电机频繁启动，还应调整装置在65℃时投入风扇，油面温度下降至55℃时才退出风扇，或负荷电流低于50％额定值时切除风扇。因此，精确的测量变压器油温，可节省40％以上变压器风扇在做无用功的时间。至2007年系统投入应用以来，节省42．3％的风扇用电量。

6 结语

　　由于变压器使用地区不同，运行环境不同变压器冷却系统投入温度值的确定既要考虑安全运行，又要考虑节能降耗。变压器的输出功率要随之改变，所以实时的变压器油温在线监测非常必要。本系统能实现变压器温度信号的远距离光纤传输，对变压器油温的精确测量且功耗超低，具有很高的性价比。