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  根据变压器的容量大小及其重要程度安装灵敏、快速、可靠和选择性好的各种专用保护装置是很重要的，通过为变压器配备专用的智能保护设施，有效地保证变压器的安全运行和防止扩大事故。

  从总体上看，变压器智能保护系统能分为以下模块：CPU模块、温度信号处理模块、电流信号监测处理模块、电压信号监测处理模块及显示）输出模块、通信模块。下面我们就一一进行较为详细的阐述。

  在本设计中采用的微处理器CPU）是AT89C51，它是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes可编程可电擦除的只读存储器PEROM）和128bytes的随机存储器RAM），片内置通用8位中央处理器，和FLASH存储单元，功能强大，可供许多超高的性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。在本系统中，只需一片89C51并少许扩展外围信号调理电路，即可出色地实现本系统功能。下图便是本设计所用到的单片机：

  当电力变压器的温度，电流，电压超出额定值时，系统警报系统将会亮灯、鸣笛给与警示，以防工作人员在变压器故障情况下进入工作区域，造成人员受伤或死亡。随后系统将会依据情况自动进入以下两种维修状态。1.当变压器温度高于线圈材料的熔点时，即便变压器冷却下来，电流、电压降低下来，也不能随即启动，必须先人为检修后，才能重新再启动(通过按钮手动启动。2，若变压器最高温度没有高于线圈材料的熔点，则可以待变压器冷却后直接自动重启。

  在测量电压时，由于变压器的电压量值较大，我们应该先通过电压互感器，将交流高电压降低为交流低压，以便于我们所设计的电压监测控制模块的安全与有效处理。

  接着，对于电流信号处理模块，我们采用Maxim公司生产的MAX471芯片，有一个电流输出端，可以用一个电阻来简单的实现以大地为参考点的电流转换，并可工作在较宽的电压范围内。拥有完美的高端电流监测功能，内部含有精密的内部监测电阻，在工作范围内，精度为2%。MAX471内部结构如图3-9。

  另外我们还采用了6N137光耦合器，以求对继电器信号进行采集。这是一款用于单通道的高速光耦合器，其内部有一个850 nm波长AlGaAs LED和一个集成检测器组成，其检测器由一个光敏二极管、高增益线性运放及一个肖特基钳位的集电极开路的三极管组成。

  ，对于电压信号处理模块，我们采用AD736芯片进行对电压的采集与A/D转换。AD736是经过激光修正的单片精密真有效值AC/DC转换器。其主要特征是准确度高、灵敏性好满量程为200mVRMS）、测量速率快、频率特性好工作频率范围可达0～460kHz）、输入阻抗高、输出阻抗低、电源范围宽且功耗低最大的电源工作电流为200μA.用它来测量正弦波电压的综合误差不超过±3%.

  在具体的设计电路中，本芯片由模拟电源提供3.3V电压，并且接地点与模拟地AGND相连，AGND与数字地DGND和通信地CGND等通过单点跟系统外壳上图中用粗黑线画出的）共地，最后接入真正的大地。采取模拟电压供电和单独接入模拟地AGND的原因是为避免数字电路的信号噪声干扰模拟信号采集电路，导致对模拟信号的采在集出错。其中MAX6674与数字系统的通信采用高速通信光耦隔离。通过Protel绘制的温度信号处理电路如下图所示。

  电力变压器是电力系统中应用相当普遍而又十分重要的电气设备，它尤其在发电厂、变电站中起着举足轻重的作用！是整个电力系统稳定运转的有力保证！它运行较为可靠，故障机率小。但即便如此，还是有几率发生箱内故障、箱外故障及其他不正常工作状态。其中，箱内故障是很危险的，因为短路电流产生的电弧不仅会破坏绕组绝缘，烧坏铁芯，还可能使绝缘材料与变压器油受热而产生大量气体，引起变压器油箱爆炸。若发生故障，将给电力系统的运行带来严重的后果。

  电流检测模块采用的是Maxim公司生产的Max471芯片，电压检测模块采用AD736，温度监测模块选用Maxim公司的MAX6674。在电压、电流分别通过电压互感器和电流互感器后，再经过电流、电压监测模块，进行对数据的采集与转换；变压器的温度直接通过温度监测模块进行收集，接着把转换过的数据通入单片机中做处理，最后报警并显示变压器当前的参数值并自动地控制、调整变压器的运行。

  根据方案所要实现的功能，我们将系统构建成信号输入→信号处理→信号输出的模式，其系统框图下图所示。左边为信号输入部分，可分为几个小模块进行设计；中间是信号处理部分，为AT89C51最小系统；右边为信号输出部分，也可分为几个小模块进行设计。

  键盘输入和液晶显示模块又称为人机接口模块，主要负责参数的输入和状态的显示，这里采用的是小键盘输入和LCD1602液晶模块。