变压器直流偏磁严重影响变压器的稳定运行,直流偏磁将导致变压器的振动增加、温度升高并产生较为严重的电力谐波。城市轨道交通会产生直流分量,该直流分量以大地为导体,经过变压器中性点最终回流到变压器中,对变压器产生影响。本课题主要完成了变压器直流偏磁监控系统的设计。该系统采用模块化集成传感器实现对变压器中性点电流的测量;使用电能质量监测模块对变压器二次侧三相电力谐波的测量;采用ZigBee无线传感器对变压器的振动和温度参数进行测量;采用4G无线通信方式进行远距离数据传输;采用嵌入式一体化触摸屏实现人机接口交互。本设计采用模块化设计方案,降低了系统的结构和复杂度,完善了监控系统的功能,降低了系统的使用成本,提高了系统的可用性。论文首先介绍了课题的选题背景和研究意义,分析了变压器直流偏磁产生的原因和危害。实际测量了大连地区相邻城市轨道交通的变压器中心点电流,分析地区当前直流偏磁的问题并给出处理意见。在此基础上,提出了变压器直流偏磁监控系统的设计并确定设计需求。通过对比分析传统变压器直流偏磁监控系统设计的不足之处,结合本设计中的具体应用要求,提出了系统的总体设计方案。在总体设计方案的基础上完善了系统各个功能单元的设计。详细分析了各个单元设计的器件选择和电路设计。绘制了基于STM32F103VET6处理器的各个单元电路。论文最后完成了该系统的软件单元设计以及系统的功能测试。将软件系统分为上层监控系统单元和现场嵌入式软件单元两部分。将上层监控系统软件按照MVC模式分为表现层、数据分析层和数据存储层。根据现场检测单元的不同功能将嵌入式系统软件分为不同的子程序。讨论了监控系统各个硬件单元的功能测试,在测试完成的基础上,分析了中性点电流测试以及系统的整体运行测试。通过系统测试可知系统总体功能实现,性能较高可以满足系统的使用要求。最后分析了城市轨道交通对变压器直流偏磁影响分析,通过监测结果给出定性的影响结果。