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本科毕业设计开题报告题目：****************院（系）：班级：姓名：学号：指导教师：教师职称：*********本科毕业设计开题报告题目********来源工程实际1、研究目的和意义能源是国民经济发展的命脉，关系到国计民生：电力作为一种使用方便的优质洁净能源，应用于国民经济的各个领域，与人民生活和工农业生产息息相关，是当今世界发展的核心能源。电力作为一种能源，在国民经济发展中扮演十分重要的角色。电力变压器作为电力系统和广大企业用户广泛应用的电气设备，联络电网，把供电网络的电压转换为用电设备或装置直接使用的电压，在电力输送、分配和使用过程中发挥着核心关键作用。变压器接入系统后，在它的铁心、绕组中就产生损耗，这些损耗转化为热量散发出来，使绕组的温度升高，并与周围媒质间产生温度差，这样一部热量使变压器各部分的温度升高，另一部分热量散到冷却媒质中去。温度慢慢升高时，单位时间内积累的热量就减少，而散发的热量就增加，最后达到一种动态平衡。随着变压器容量的增大，变压器的损耗同样会增大，单靠箱壁和散热器已不能散热要求，往往需采用强迫油循风冷，使热油经过强风冷却器，冷却后再用油泵送回变压器。目前对电力系统中非自冷式的大型变压器冷却设备的控制与保护采用的是机电逻辑方式回路实现的，由于其逻辑电路是由各种接触器、热继电器及保险等器件组成的，所以在其运行过程中存在很多缺陷如：潜油泵及冷却器风机的主回路驱动采用的是接触器，因而机械触点多，电路组成复杂，故障率高，电动机的保护方式是保险外加热继电器，仅能对电动机提供短路及过载（缺相）保护，无法进行故障预测：油温检测采用胀管式电接点温度表，机械触点发令，设定困难，温度测控精度低：控制系统采用继电器逻辑控制，参数设定采用万能转换开关，自动化程度低。主回路、保护电路及控制回路复杂，就决定主变压器在运行中不可靠，显而易见增加了运行维护工作量，因而这种风冷控制系统不利于主变压器运行，给主变压器及电网的安全运行带来很多隐患：随着电网近年来的快速发展，国内无人值守变电站正在不断增多，并且己被认为是中近期发展的方向，考虑到20MVA及以上的变压器本身价值较高，损坏后造成的影响较大，因而需对变压器的温度进行远方监视，而传统的风冷控制系统是不能完成的：为了克服这些缺点和不足，保证电网的安全经济稳定运行、保证重要设备的安全及广大用户的可靠用电，对主变压器传统风冷控制系统的改进，是非常迫切和必要的。2、国内外发展情况(文献综述)目前国内外变压器的冷却方式主要有四种，即自然油循环自冷散热、自然油循环风冷散热、强迫油循环风冷散热和强迫油循环水冷散热。第一种冷却方式自然油循环自冷散热主要是小型配电变压器采用，不涉及风冷控制问题。第二、三种冷却方式是变电站主变广泛采用的散热方式。第四种冷却方式强迫油循环水冷散热只在个别大型变压器所采用。自然油循环风冷散热方式是利用变压器绕组及铁心发热后，本体内的油形成对流，油流经散热器后，由冷却风扇吹出的风将热量带走，从而达到散热的目的，这种冷却方式主要用于中小型变压器。强迫油循环风冷散热方式通过油泵的作用，使变压器内的油被迫快速循环，在油流经散热器时，由冷却风扇吹出的风将热量带走，这种冷却方式土要用于大中型变压器。电力系统中传统的非自冷式大型变压器冷却设备的控制与保护通常采用的是机电逻辑方式回路实现的，其逻辑电路是由各种接触器、热继电器及保险等器件组成的，基本属于20世纪60年代的技术水平。由于控制系统是靠机械触点逻辑电路实现，自动化程度低，在电网运行中存在以上几个方面的缺点和不足，如：潜油泵及冷却器风机的主回路驱动采用的是接触器，因而机械触点多，电路组成复杂，故障率高等。对安全运行带来很多隐患，不能适应当今无人值守变电站的需要。针对变压器冷却设备机电控制回路的一些缺点，国内外近年来进行了一系列有意义的研究。主要方法是摒弃传统继电器逻辑处理方式，而使用传感器接收信号，在用单片机系统实现控制，这些装置大多采用无触点固体模块，替代传统控制系统中的交流接触开关、热继电器等电磁元件，具有关断速度快、避免触点烧坏、导致风机停运等特点。油温的检测采用的是集成式半导体温度传感器，替代原来的胀管式温度传感器，其温度测量误差小于1%。装置采用微处理器进行信号的采集、A/D转换及处理，具有油温测量与控制、主变压器过负荷启动风机控制、风机电源的自动投切、风冷系统全停跳主变压器三侧、冷却器分时投入。这些装置克服了常规风冷控制系统存在的系统控制回路复杂、可靠性低、风机的保护方式简单并且无法进行故障预测、主变压器油温测量精度低等问题，克服了控制误差大、故障率高、维护工作量大等实际问题。3、研究/设计的目标：完成电力变压器风冷控制装置的硬件电路和软件程序设计，实现变压器、风冷电机的实时工况监测、报警、定时运行、电源自动投切、无人值守通信等功能。4、设计方案（研究/设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等）：本设计系统结构如图1所示图1系统结构框图本系统首先通过变压器的油温采集装置、相电压采集装置、相电流采集装置对变压器的温度、相电压、相电流进行采集，CPU控制选通电路，采集到的参数经选通电路送入相关的处理模块，接着进入模数转换装置将处理后的模拟信息进行转换，成为可供微处理器进行运算与处理的数字信号量。微处理器通过读取当前的控制状态信息以及相应的温度控制参数设置和存储的基本数据等信息，与经过模数转换装置处理后的变压器温度信息进行相应的控制运算，输出控制结果，并通过输出控制回路给相应的输出设备，即温度显示设备、状态显示设备、声音报警设备等等。而驱动电路在接到微控制器的控制指令以后，进行相应的驱动工作，以使得冷却设备按照程序进行降温工作或停止工作。微处理器将系统的工作参数设置保存在存储器中，在工作时可以随时调用，而且可以长时间存储。定时电路可完成风冷电机的定时运行，参数设置模块可进行人机交互。5、方案的可行性分析：通过单片机自动控制冷却器的各种运行状态并精确检测变压器的油温和冷却器的运行状态。6、设计产品的主要用途和应用领域：设计产品主要用于电力系统50MVA电力变压器风冷自动控制。7、时间进程1-5周毕业实习，收集相关课题资料；6周硬件学习和选择，并查阅相关资料；7周熟悉各元件接口的功能；8-9周完成各部分硬件设计；10周用protel绘制电路图；11周软件部分总体设计；12周熟悉程序模块并编制程序流程图；13周熟悉程序模块并编写程序；14周完成软件程序设计；15周整理设计资料并撰写论文；16周完成毕业论文及其它相关资料，准备答辩；8、参考文献：[1]孙建军.电力变压器冷却器自动控制装置的研制.天津.天津大学2006[2]郝春生.电力变压器微机式风冷控制系统的研究.北京：华北电力大学.2007[3]胡开朗.变压器温度监控系统的设计.上海：东华理工大学.2008[4]彭宣戈.16位单片机原理及应用.北京:北京航空航天大学出版社.2006[5]徐惠民，安德宁.单片机微型计算机原理接口及应用.北京:北京邮电大学出版社.2000[6]郑雪坚，周斌.微型计算机原理及应用（第三版）.北京：清华大学出版社2001[7]陈生贵.电力系统继电保护.重庆：重庆大学出版社.2006[8]胡汉才.单片机原理及其接口技术.北京：清华大学出版社.2006[9]李朝青.单片机原理及接口技术.北京：北京航空航天大学出版社.1994指导教师意见:教师签字：年月日毕业设计领导小组意见:组长签字：年月日