电力变压器瓦斯保护仪设计软件系统(附件)
电力变压器是电力系统中不可或缺的重要部分，它的内部状况与否会直接影响电力系统的运行，而且变压器维护成本极高，因此，需要在变压器中安装装置来监视内部情况。目前国内在变压故障器中的瓦斯保护主要由瓦斯继电器单独完成，虽然所用器件不多但是缺乏直观性与可靠性。本文就主要阐述将单片机替代瓦斯继电器称为瓦斯保护的主要元器件，要将单片机替代瓦斯继电器首先就要了解瓦斯保护流程、轻、重瓦斯的判别标准以及瓦斯继电器的整定值。因此本文也就以上几点进行研究编写程序。关键词 轻、重瓦斯判别，瓦斯继电器整定，KEIL单片机编程，PROTEUS仿真
目录
1 绪论 1
1.1 瓦斯保护的背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 2
2 瓦斯保护研究方法 3
2.1 轻、重瓦斯标准 3
2.2 瓦斯继电器整定 4
2.3 瓦斯保护仪实现功能 4
3 相关软件介绍及操作 4
3.1 Keil介绍 4
3.1.1 Keil使用 6
3.1.2 软件语言选择 6
3.2 Proteus介绍 7
3.2.1 使用Proteus 8
3.3 联合仿真 10
4 电力变压器瓦斯保护仪软件系统设计 13
4.1 软件系统总体设计 13
4.2 A/D转换模块系统设计 15
4.3 LCD显示模块设计 16
5 系统仿真 18
结 论 21
致 谢 22
参 考 文 献 23
附录A 24
附录B 27
附录C 30
1 绪论
1.1 瓦斯保护的背景及意义
在日常生活中，我们能够享受到稳定的供电服务，但在刚发明电的那个时代，研究者们发现只要供电距离偏远，那么越远离产生电能的地方到后面得到的电能会很低，使人们困惑不已，即使在后来想到了增加中转站但也没能解决问题。直到后来发明了变压器才解决了这一问题，因此再后来它就一直安放于系统中，解决了困扰多年的问题。由于电能并不能 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
百分之百被传输，所以在电力系统传输电能的过程中，由于能量守恒定律的存在就会在运输过程中损耗电压当然也会存在对功率的消耗。在传输过程中，对电压的减少会引起电压自身的增加。同样的，经过电气工程中的公式推导就易知功率损耗也会和电压的平方正相关。在电力网中需要利用变压器将电压升压这样可以降低输电损耗，所以在提供电力网各级用户用电上显得尤为重要。在日常生活中，工厂用电要求也很高，当工厂用电不稳定时造成的损失不可估量，因为变压器的正常运行与否将会直接影响到工厂内的机器能否正常运转，所以电力变压器也是能够保证电力系统正常供电的基石。
然而，电力变压器本身造价高昂，一旦发生故障就意味着电力系统将陷入瘫痪，而在陷入瘫痪后就必须要去维修不然会造成地区经济损失甚至安全受到威胁，后果不堪设想。但是，要维修那必须要将整台装置取下进行确认发生了什么故障，而这一过程又会消耗一大部分时间，往往修理好装置后早已造成了不可挽回的损失。所以，研究学者们就针对这一问题潜心试验，终于发明了专门针对变压器的继电保护。比如瓦斯保护、纵联差动保护或电流速断保护、反应外部相间短路的后备保护、反映外部接地短路的接地保护、过负荷保护等保护。因为瓦斯保护能够很全面的保护变压器内部，所以在现在继电保护中总是把瓦斯保护作为重要保护。其内部会发生的故障经过一线科研人员的总结研究得出一般有以下几种：在油箱内部会出现线路间没有任何负载出现但是却形成回路的故障，内部的绕组也出现同样的情况，绕组还会和铁质芯甚至还会和铁质外壳发生短路故障，油箱内由于失误油不够或者因为变压器密封不够好而出现漏油事故，在重要的继电器中出现的开关问题和在其制作过程中出现焊接问题等。在瓦斯保护过程中，主要只有一个瓦斯继电器起作用，因而就节约成本，并且方便也比较稳定。在多年的实验和事故教训中，我们知道将瓦斯继电器要安装到合适的位置才能使它发挥作用。当变压器油箱内部发生故障时，产生的电弧会产生热量而变压器中的油液和绝缘材料熔点比较低，所以产生的热量会使得分解油液和绝缘材料，从而油液与绝缘材料会被气化生成瓦斯气体。故障程度越严重，产生的瓦斯气体越多，油箱内部的空气体积就越大，变压器内部的油受气体挤压后流速也会变快。瓦斯保护就是根据变压器内部故障所产生的气体体积以及油受压迫产生的动能来实施。虽然上面说它简单可靠但也只是相对于保护变压器内部对于变压器外部却无能为力，所以瓦斯保护虽然重要但也需要其他保护来与他相辅相成。因此,在继电保护上还会采用差动保护来弥补瓦斯保护的不足,才能从各方面防止故障的发生。
1.2 国内外研究现状
我国国内以往使用的都是旧式瓦斯继电器也就是浮筒式水银接点继电器，在那个时候继电保护技术不是特别的成熟所以导致它有非常多的缺陷，比如运行不稳定、可靠性差，抗震能力差强人意从而容易因振动而使水银流动导致瓦斯继电器产生误动作。由于旧式瓦斯继电器使用不便，所以我国目前普遍采用的是开口杯挡板式瓦斯继电器，相比较于旧式瓦斯继电器，其优点就显得十分突出，在稳定性、可靠性及抗震能力上明显比旧式瓦斯继电器增强许多。
瓦斯继电器发展至今已经有几代产品，现在最为常见的为QJ80型号。它的主要工作原理是：在正常的状态下，瓦斯继电器各部分都是“各司其职”，做好自己的本职工作。但是当变压器内部真空环境被改变时即发生了故障，当是轻微不会引起重大事故的故障时，那么油性物质因为气压而产生形变，使得继电器的信号触点接通从而就出现信号回路，就会出现一种被称作轻瓦斯的信号。发生轻微故障还无伤大雅，因为不会有严重后果，但是一旦出现了严重故障时，如上面所说内部真空环境突然增加许多气体，那瞬间的气压可想而知。那么气压则会给予油性物质一个动能去冲击挡板，而挡板在力的作用下会使得跳闸触点接通，这对触点接通不仅仅是会接通跳闸回路而且还会接通专属于他的信号电路，这种双保险就被称为重瓦斯保护。
目录
1 绪论 1
1.1 瓦斯保护的背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 2
2 瓦斯保护研究方法 3
2.1 轻、重瓦斯标准 3
2.2 瓦斯继电器整定 4
2.3 瓦斯保护仪实现功能 4
3 相关软件介绍及操作 4
3.1 Keil介绍 4
3.1.1 Keil使用 6
3.1.2 软件语言选择 6
3.2 Proteus介绍 7
3.2.1 使用Proteus 8
3.3 联合仿真 10
4 电力变压器瓦斯保护仪软件系统设计 13
4.1 软件系统总体设计 13
4.2 A/D转换模块系统设计 15
4.3 LCD显示模块设计 16
5 系统仿真 18
结 论 21
致 谢 22
参 考 文 献 23
附录A 24
附录B 27
附录C 30
1 绪论
1.1 瓦斯保护的背景及意义
在日常生活中，我们能够享受到稳定的供电服务，但在刚发明电的那个时代，研究者们发现只要供电距离偏远，那么越远离产生电能的地方到后面得到的电能会很低，使人们困惑不已，即使在后来想到了增加中转站但也没能解决问题。直到后来发明了变压器才解决了这一问题，因此再后来它就一直安放于系统中，解决了困扰多年的问题。由于电能并不能 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
百分之百被传输，所以在电力系统传输电能的过程中，由于能量守恒定律的存在就会在运输过程中损耗电压当然也会存在对功率的消耗。在传输过程中，对电压的减少会引起电压自身的增加。同样的，经过电气工程中的公式推导就易知功率损耗也会和电压的平方正相关。在电力网中需要利用变压器将电压升压这样可以降低输电损耗，所以在提供电力网各级用户用电上显得尤为重要。在日常生活中，工厂用电要求也很高，当工厂用电不稳定时造成的损失不可估量，因为变压器的正常运行与否将会直接影响到工厂内的机器能否正常运转，所以电力变压器也是能够保证电力系统正常供电的基石。
然而，电力变压器本身造价高昂，一旦发生故障就意味着电力系统将陷入瘫痪，而在陷入瘫痪后就必须要去维修不然会造成地区经济损失甚至安全受到威胁，后果不堪设想。但是，要维修那必须要将整台装置取下进行确认发生了什么故障，而这一过程又会消耗一大部分时间，往往修理好装置后早已造成了不可挽回的损失。所以，研究学者们就针对这一问题潜心试验，终于发明了专门针对变压器的继电保护。比如瓦斯保护、纵联差动保护或电流速断保护、反应外部相间短路的后备保护、反映外部接地短路的接地保护、过负荷保护等保护。因为瓦斯保护能够很全面的保护变压器内部，所以在现在继电保护中总是把瓦斯保护作为重要保护。其内部会发生的故障经过一线科研人员的总结研究得出一般有以下几种：在油箱内部会出现线路间没有任何负载出现但是却形成回路的故障，内部的绕组也出现同样的情况，绕组还会和铁质芯甚至还会和铁质外壳发生短路故障，油箱内由于失误油不够或者因为变压器密封不够好而出现漏油事故，在重要的继电器中出现的开关问题和在其制作过程中出现焊接问题等。在瓦斯保护过程中，主要只有一个瓦斯继电器起作用，因而就节约成本，并且方便也比较稳定。在多年的实验和事故教训中，我们知道将瓦斯继电器要安装到合适的位置才能使它发挥作用。当变压器油箱内部发生故障时，产生的电弧会产生热量而变压器中的油液和绝缘材料熔点比较低，所以产生的热量会使得分解油液和绝缘材料，从而油液与绝缘材料会被气化生成瓦斯气体。故障程度越严重，产生的瓦斯气体越多，油箱内部的空气体积就越大，变压器内部的油受气体挤压后流速也会变快。瓦斯保护就是根据变压器内部故障所产生的气体体积以及油受压迫产生的动能来实施。虽然上面说它简单可靠但也只是相对于保护变压器内部对于变压器外部却无能为力，所以瓦斯保护虽然重要但也需要其他保护来与他相辅相成。因此,在继电保护上还会采用差动保护来弥补瓦斯保护的不足,才能从各方面防止故障的发生。
1.2 国内外研究现状
我国国内以往使用的都是旧式瓦斯继电器也就是浮筒式水银接点继电器，在那个时候继电保护技术不是特别的成熟所以导致它有非常多的缺陷，比如运行不稳定、可靠性差，抗震能力差强人意从而容易因振动而使水银流动导致瓦斯继电器产生误动作。由于旧式瓦斯继电器使用不便，所以我国目前普遍采用的是开口杯挡板式瓦斯继电器，相比较于旧式瓦斯继电器，其优点就显得十分突出，在稳定性、可靠性及抗震能力上明显比旧式瓦斯继电器增强许多。
瓦斯继电器发展至今已经有几代产品，现在最为常见的为QJ80型号。它的主要工作原理是：在正常的状态下，瓦斯继电器各部分都是“各司其职”，做好自己的本职工作。但是当变压器内部真空环境被改变时即发生了故障，当是轻微不会引起重大事故的故障时，那么油性物质因为气压而产生形变，使得继电器的信号触点接通从而就出现信号回路，就会出现一种被称作轻瓦斯的信号。发生轻微故障还无伤大雅，因为不会有严重后果，但是一旦出现了严重故障时，如上面所说内部真空环境突然增加许多气体，那瞬间的气压可想而知。那么气压则会给予油性物质一个动能去冲击挡板，而挡板在力的作用下会使得跳闸触点接通，这对触点接通不仅仅是会接通跳闸回路而且还会接通专属于他的信号电路，这种双保险就被称为重瓦斯保护。
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