干式變壓器的安全運行和使用壽命，很大程度取決于變壓器繞組絕緣的安全可靠。繞組溫度超過絕緣耐受溫度使絕緣被破壞，是導(dǎo)致變壓器不能正常工作的主要原因之一。因此對變壓器運行溫度的監(jiān)測及其報警控制是十分重要的。 變壓器結(jié)構(gòu)從從內(nèi)到外依次為鐵芯、低壓繞組和高壓繞組，而發(fā)熱源主要為鐵芯和低壓繞組。干式變壓器溫控儀則可以實時監(jiān)測其溫度以達(dá)到控制溫度的目的。正是基于此，公司開發(fā)了BWD-3K干式變壓器溫控儀。
溫度的采樣設(shè)計
溫控儀采用PT100高精度傳感器。PT100電阻值的和溫度對應(yīng)關(guān)系為
Rt=R0（1+AT+BT2+C(T-100)T3),T∈[-200，0]
Rt=R0（1+AT+BT2）, T∈(0,850]
其中R0=100歐姆，A=3.90802×10-3℃-1，B=-5.802×10-7℃-2, C=-4.27350×10-12℃-4
顯然，上述計算方式過于麻煩，程序?qū)崿F(xiàn)起來不現(xiàn)實。所以需要一種更加方便快捷的方式。在實際設(shè)計中采樣溫度范圍為-30℃~+240℃，精度1級。在此范圍內(nèi)PT100都具有很好的線性度，但是并非是完全線性的。若果采用簡單的線性算法T=(R-R0)/0.3851 ℃，（R為實測電阻，單位為歐姆；R0=100歐姆）
由于采樣的溫度范圍較大，實際上是很難到達(dá)設(shè)計精度的。所以在設(shè)計中，還是需要采用另一種更加可靠的算法：查表法。通過查PT100熱電阻分度值表可直接得到PT100在-30℃到240℃的每個溫度點所對應(yīng)的電阻值，實際設(shè)計中共取了-30℃、-25℃、-20℃、……、230℃、235℃、240℃這55個點。
溫度值/℃ | 對應(yīng)電阻值/歐姆 |
-30 | 88.22 |
-25 | 90.19 |
…… | …… |
T1 | R1 |
T2（T2=T1+5） | R2 |
…… | …… |
235 | 188.66 |
240 | 190.47 |
把每隔5℃分為一個小區(qū)間，一共54個小區(qū)間，在每個小區(qū)間已經(jīng)可以認(rèn)為溫度是線性的了。所以當(dāng)采樣到電阻值為R時，首先判斷R在哪個小區(qū)間中，假設(shè)此時R在區(qū)間[R1，R2]中，則此時可以得到（T-T1）/（T2-T1）=(R-R1)/(R2-R1)所以T=5*(R-R1)/(R2-R1)+T1通過上述方式，得到的溫度值能很好的滿足設(shè)計的精度。
4-20mA電流輸出校準(zhǔn)設(shè)計
4-20mA設(shè)計精度為±0.08mA。可是在測試中發(fā)現(xiàn)，每一臺裝置的輸出在相同條件下都有較小的差異。甚至有一些會超出誤差范圍！經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)，原來是每一臺裝置雖然原理是相同的，可畢竟這只是理論，在實際硬件上不可能百分百相同。正是由于不可避免的微小的差異導(dǎo)致了電流輸出的差異。所以在后期設(shè)計了電流輸出校準(zhǔn)。
電流輸出是由電平可調(diào)節(jié)的占空比PWM控制的，在4-20mA范圍內(nèi)的線性度是很好的，所以采用峰值校準(zhǔn)。設(shè)計中最大輸出電流對應(yīng)的占空比初始值為PWM0 （每一臺裝置的PWM0都是相同的），然后測量此裝置在PWM0下的電流輸出Imax，Imax理論上是20mA，實際上往往Imax是在20mA上下甚至超出誤差范圍。在這種情況下，則需要采用校準(zhǔn)，由于PWM和電流輸出的線性關(guān)系，所以PWM1/ PWM0=20/Imax更新PWM初始值為PWM1即可。經(jīng)過測試，此方式可行，經(jīng)過校準(zhǔn)后的裝置都能達(dá)到精度要求。
電磁兼容（EMC）設(shè)計
EMC已經(jīng)日益成為衡量產(chǎn)品性能的重要因素。在設(shè)計中已經(jīng)成為一個不可忽視的重點、難點。地是影響EMC的關(guān)鍵因素，所以在設(shè)計中都盡量保證了系統(tǒng)地的完整性，為EMC構(gòu)建了一個良好的地平臺。
設(shè)計中，在裝置電源入口增加磁環(huán)，大范圍的采用電容濾波、旁路，以及對電源線的增寬，減短處理，對接插件的接口利用電容旁路等處理，都增加了裝置對電快速群脈沖和靜電放電的抗干擾能力。而在信號線上的專門增加的兩級防護(hù)電路，則保證了裝置在雷擊浪涌的安全。
電磁兼容：
裝置能承受電快速群脈沖擾抗度試驗三級
裝置能承受靜電放電擾抗度試驗三級
裝置能承受浪涌（沖擊）擾抗度試驗三級
