專利名稱：三相有載調(diào)壓箱式配電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電控裝置，特別是一種三相有載調(diào)壓箱式配電裝置。該裝置具有Δ/Y0-11接線三相油浸式變壓器，低壓串聯(lián)自耦有載自動(dòng)調(diào)壓的配電裝置。并能按光照度強(qiáng)弱自動(dòng)開(kāi)閉路燈；能工作環(huán)境溫度-30℃～+50℃。
目前用于立交橋、廣場(chǎng)等照明用配電裝置，大部停留在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，體積龐大，價(jià)格比較高。國(guó)外進(jìn)口箱式變壓器體積雖然小，但價(jià)格均比國(guó)內(nèi)高。國(guó)內(nèi)外均無(wú)有載調(diào)壓裝置。國(guó)內(nèi)箱變采用三相電力變壓器接線組別為Y/Y0-12，具有低壓側(cè)中性點(diǎn)位移，容易損壞燈泡，進(jìn)口箱式變電站接線組別為Δ/Y0-11。但低壓無(wú)有載調(diào)壓裝置。也不能保證供電電壓定量。
本發(fā)明的目的在于向社會(huì)公開(kāi)一種10KV受電Δ/Y0-11接線三相油浸式變壓器低壓串聯(lián)自耦有載調(diào)自動(dòng)調(diào)壓配電裝置，當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)電壓變送器輸出一個(gè)調(diào)壓模擬量直流信號(hào)給智能儀表、智能儀表按位控方式輸出上、下限調(diào)壓開(kāi)關(guān)量信號(hào)給可編程控制器，可編程控制器按調(diào)壓程序輸出給調(diào)壓電磁開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)壓，提供±5％額定電壓的電源。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的它由高壓真空負(fù)荷開(kāi)關(guān)柜、三相油浸變壓器、低壓柜組成，低壓柜由計(jì)量、有載自動(dòng)調(diào)壓、配出負(fù)荷組成，有載自動(dòng)壓調(diào)壓變壓器二次與主變二次相串聯(lián)，一次與主變調(diào)壓輸出相并聯(lián)組成低壓串聯(lián)自耦有載調(diào)壓，電壓的調(diào)壓信號(hào)取自調(diào)壓器的輸出端，經(jīng)電壓變送器變換成直流電壓，該直流電壓作為智能調(diào)節(jié)儀表的輸入電壓。該智能調(diào)節(jié)儀表按位控方式輸出上、下限調(diào)壓的開(kāi)關(guān)量信號(hào)給可編程控制器，可編程控制器在調(diào)壓程序控制下輸出調(diào)壓信號(hào)給電磁調(diào)壓開(kāi)關(guān)，使其閉合調(diào)壓變壓器分接頭，有載調(diào)壓控制器，由電壓變送、器智能調(diào)節(jié)儀表，可編程控制器組成有載自動(dòng)調(diào)壓，智能調(diào)節(jié)儀表及電熱板組成該控制器環(huán)境溫度控制；所述三相高壓輸入手車式高壓真空負(fù)荷開(kāi)關(guān)柜的輸入端，該柜輸出端給三相油浸式變壓器，該變壓器二次輸出經(jīng)熔斷器、電流互感器的二次接電流表、電度表，二次電壓按電壓表組成低壓計(jì)量，調(diào)壓變壓器二次與主變壓器二次相串聯(lián)，根據(jù)運(yùn)行電壓可實(shí)現(xiàn)增電勢(shì)或減電勢(shì)，調(diào)壓變壓器一次與調(diào)壓輸出端并聯(lián)；低壓串聯(lián)自耦有載調(diào)壓由調(diào)壓變壓器、調(diào)壓電磁開(kāi)關(guān)、有載調(diào)壓控制器組成。調(diào)壓電磁開(kāi)關(guān)由交流接觸器、空氣開(kāi)關(guān)組成，XXB-4有載調(diào)壓控制器由電壓變送器、智能調(diào)節(jié)儀表、可編程控制器組成調(diào)壓控制，由智能調(diào)節(jié)儀表、電熱板組成有載調(diào)壓控制器環(huán)境溫度控制。


如下圖1是本發(fā)明三相有載調(diào)壓箱式變電站系統(tǒng)框圖。
圖2是本發(fā)明三相有載調(diào)壓箱式變電站外型圖。
圖3是本發(fā)明GZG-10B高壓真空負(fù)載開(kāi)關(guān)接線圖。
圖4是本發(fā)明Δ/Y0-11三相油浸式變壓器接線圖。
圖5是本發(fā)明有載調(diào)壓變壓器原理6是本發(fā)明Δ/Y0-11接線有載調(diào)壓原理圖。
圖7是本發(fā)明有載調(diào)壓系統(tǒng)圖。
圖8是本發(fā)明XXB-3(Δ/Y0)有載調(diào)壓控制電路圖(單變送器)。
圖9是本發(fā)明XXB-3(Y/Y0)有載調(diào)壓控制電路圖(三變送器)。
圖10是本發(fā)明XXB-4有載調(diào)壓控制器內(nèi)部接線圖。
圖11是本發(fā)明低壓配電柜電氣元件布置圖。
下面結(jié)合附圖所示實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳述本發(fā)明主要由高壓開(kāi)關(guān)柜1、變壓器2、低壓配電柜3三部分組成。見(jiàn)附圖2。
(一)高壓開(kāi)關(guān)柜見(jiàn)附圖3。
發(fā)明的GZG-10B手車式真空負(fù)荷開(kāi)關(guān)柜采用手車式結(jié)構(gòu)。將高壓真空開(kāi)關(guān)、高壓熔斷器分別安裝在用手可以拉出或推進(jìn)的小車上，通過(guò)觸頭完成電路連接。每個(gè)柜外型尺寸高1.5米、寬0.5米、深0.9米。操作機(jī)構(gòu)為手動(dòng)彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)，無(wú)自動(dòng)保護(hù)功能，采用高壓熔斷器實(shí)現(xiàn)過(guò)載或短路保護(hù)。采用真空開(kāi)關(guān)代替高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)，它可以開(kāi)合負(fù)載電流及短路下故障電流。而高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)只能開(kāi)合空載電流及負(fù)荷電流。通過(guò)實(shí)際運(yùn)行，滿足“大二環(huán)”道路照明工程需要體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，易于維修，增加配電裝置可靠性。
(二)SR9-MJ-200～500KVAΔ/Y0-11接線全密封全絕緣油浸式變壓器，見(jiàn)附圖4。
在我國(guó)10KV配電電力變壓器首次使用Δ/Y0-11接線油浸式變壓器，它具有三相五鐵芯柱結(jié)構(gòu)使得零序磁通為零由于一次三角形接線，使得三次諧波磁通為零。所以它具有二次供電電壓質(zhì)量高，無(wú)中性點(diǎn)位移。因我國(guó)配電10KV電力變壓器一直采用蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)無(wú)Δ/Y0-11接線標(biāo)準(zhǔn)。而日本、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家10KV配電變壓器均采用Δ/Y0-11接線標(biāo)準(zhǔn)，而不采用Y/Y0-12標(biāo)準(zhǔn)。
全密封變壓器器身和絕緣油與外界空氣完全隔離，油中加抗氧化劑，確保油長(zhǎng)期運(yùn)行，使PH值保持不變，免維護(hù)使用壽命20年以上(普通電力變壓器壽命只有15年，而且每年需化驗(yàn)絕緣油一次)。
結(jié)構(gòu)改進(jìn)取消變壓器油枕，為了確保油溫變化時(shí)體積膨脹和縮小間歇，采用獲國(guó)家專利的膨脹式散熱片，并在油箱頂部留有200mm左右的空間充氮?dú)猓鉀Q油溫變化時(shí)體積膨脹和縮小問(wèn)題。
密封結(jié)構(gòu)套管與箱壁、箱蓋與箱站密封處均采用軟木墊配以雙管密封膠密封。保證20年變壓器不滲漏。
全絕緣為了保證檢修人員的安全，高壓套管采用美國(guó)固珀公司肘型套管插頭，插頭與套管聯(lián)接，將帶電部位密封在絕緣體內(nèi)形成全絕緣結(jié)構(gòu)，高壓端子表面不帶電(地電位)。人觸及表面不會(huì)觸電。低壓引出線采用特制絕緣罩保護(hù)起來(lái)。人觸及也不會(huì)觸電。
(三)低壓配電柜由低壓計(jì)量、有載調(diào)壓系統(tǒng)、配出負(fù)荷三部分組成。
(1)低壓計(jì)量見(jiàn)附圖7。
FUA、FUB、FUC為三相低壓熔斷器，LH1A、LH1B、LH1C為每相電流用電流互感器，二次各接一個(gè)電流表。1LHA、1LHB、1LHC為三相四線制電度表用電流互感器。指示儀表與電度儀表用電流互感器分開(kāi)。
(2)有載調(diào)壓系統(tǒng)由低壓三相調(diào)壓變壓器、調(diào)壓開(kāi)關(guān)、有載調(diào)壓控制器三部分組成。
三相有載調(diào)壓變壓器調(diào)壓變壓器二次與主電路每相串聯(lián)，見(jiàn)圖6。調(diào)壓變壓器一次每相與主電路對(duì)應(yīng)相調(diào)壓輸出端并聯(lián)，每相電路成自耦接法。調(diào)壓變壓器二次與主電路相串聯(lián)輸出電壓可成升壓或降壓接法。若主電路的相電壓總是高于230V以上，調(diào)壓變壓器二次與主變壓器二次成降壓接法；若主電路的相電壓總是低于210V，調(diào)壓變壓器的二次與主變壓器的二次相串聯(lián)接成升壓接法。
調(diào)壓變壓器發(fā)明見(jiàn)附圖5、調(diào)壓變壓器每相都是相同但又相互獨(dú)立的單相變壓器或三鐵芯線圈相互獨(dú)立的三相調(diào)壓變壓器?，F(xiàn)以單相為例調(diào)壓變壓器每相二次輸出與主變壓器二次相串聯(lián)，調(diào)壓變壓器二次輸出電壓值為調(diào)壓值，電源電壓變化率規(guī)定為±5％，而實(shí)際電壓變化率單方向+15％或-15％，或雙方+10％--10％變化率。以輸出額定相電壓220V計(jì)算，電壓變化率為15％，調(diào)壓變壓器二次相電壓為33V，所以設(shè)計(jì)調(diào)壓變壓器二次相電壓為30V，其分三檔，每檔調(diào)壓5％。應(yīng)用改變調(diào)壓變壓器的變比改變二次輸出電壓，所以調(diào)壓變壓器一次線圈1-2端相電壓260V，二次輸出相電壓30V；1-3端子相電壓390V，二次輸出電壓為30V(若接入相電壓為240-150V，二次電壓20V左右)；1-4端子相電壓為780V，二次相電壓為30V(實(shí)按入250→260V，二次電壓為10V)。調(diào)壓變壓器二次線圈采用箔式繞法，引出線采用自身引出折疊引出法，可不用龐大的氬弧焊機(jī)焊接低壓引出線，是調(diào)壓變壓器工藝發(fā)明。1-2端子調(diào)壓功率為100％；1-3端子調(diào)壓功率為66％；1-4端子調(diào)壓功率為33.3％。調(diào)壓變壓器的容量等于主變壓器的容乘以電壓調(diào)整率百分?jǐn)?shù)，一般為主變的十分之一。
調(diào)壓開(kāi)關(guān)調(diào)壓開(kāi)關(guān)由交流接觸器及空氣開(kāi)關(guān)組成?？諝忾_(kāi)關(guān)起作保護(hù)作用防止兩檔分接頭同時(shí)閉合而造成分接電壓短路?？諝忾_(kāi)關(guān)遇短路或過(guò)載而自動(dòng)跳開(kāi)。由于調(diào)壓變壓器容量為主變壓的十分之一，調(diào)壓變壓器一次接于調(diào)壓輸出端，調(diào)壓變壓器一次相電流只是主變壓器二次電流除以電壓調(diào)正率除以U2/U22。每相以10KVA為例，1-2端最大激磁電流為38A。所以用交流接觸器可以實(shí)現(xiàn)分接頭閉合、斷開(kāi)作用-調(diào)壓開(kāi)關(guān)。調(diào)壓過(guò)程先分開(kāi)調(diào)壓開(kāi)關(guān)，二次電感線圈運(yùn)行狀態(tài)，后閉合調(diào)壓開(kāi)關(guān)。調(diào)壓過(guò)程中，由于調(diào)壓變壓器二次與主電路相串聯(lián)，無(wú)瞬間斷電，保證了供電連續(xù)性，實(shí)現(xiàn)有載調(diào)壓。
XXB-4型有載自動(dòng)調(diào)壓控制器，該控制由自動(dòng)、手動(dòng)調(diào)壓、光電自動(dòng)、手動(dòng)控制，環(huán)境溫度控制組成。
圖8適用于變壓器Δ/Y0-11接線配電裝置。圖9適用于變壓器Y/Y0-12接線配電裝置。
自動(dòng)有載調(diào)壓ST4(自鎖式)為自動(dòng)、手動(dòng)調(diào)壓轉(zhuǎn)換按鈕，ST4彈出來(lái)，為自動(dòng)調(diào)壓。使得調(diào)壓控制的中間繼電器J1斷電，其常閉觸點(diǎn)與可編程控制器輸出點(diǎn)直接與調(diào)壓開(kāi)關(guān)交流接觸器線圈相聯(lián)。調(diào)壓信號(hào)電壓經(jīng)電壓變送器AD(AC,DC)變換成0-10V直流電壓，該直流電壓為智能調(diào)節(jié)儀表SRV(SR71)輸入信號(hào)電壓，SRV按位控工作方式上、下限報(bào)警輸出。其上、下限設(shè)定值可任意設(shè)定，SRV輸出上、下限調(diào)壓開(kāi)關(guān)量信號(hào)給可編程控制器S1(S7-212)調(diào)壓程序?qū)懭肟删幊炭刂破髦?，在調(diào)壓程序控制下，輸出調(diào)壓信號(hào)閉合調(diào)壓開(kāi)關(guān)的交流接觸器的線圈，使其閉合，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)壓。調(diào)壓控制編程規(guī)則1、上電后，首先經(jīng)3秒延時(shí)，進(jìn)入第三檔；2、檢測(cè)入口開(kāi)關(guān)量當(dāng)電源電壓從230→240V變化時(shí)，持續(xù)15秒后，PLC輸出控制調(diào)壓開(kāi)關(guān)，先分第三檔，后合第二檔；輸出電壓在230～210V，停在第2檔。
當(dāng)電源電壓從240→250V變化時(shí)，持續(xù)15秒后PLC輸出控制調(diào)壓開(kāi)關(guān)，先分第二檔，后合第一檔；輸出電壓在230～210V，停在第1檔。
當(dāng)電源電壓超過(guò)250V以上，持續(xù)15秒以后，PLC輸出控制調(diào)壓開(kāi)關(guān)，仍停在第一檔；當(dāng)電源250V→240V變化時(shí)，持續(xù)15秒后，PLC輸出控制調(diào)壓開(kāi)關(guān)，先分第一檔，后合第二檔；輸出電壓在230～210V，停在第二檔。
當(dāng)電源電壓240V→230V變化時(shí)，持續(xù)15秒后，PLC輸出控制調(diào)壓開(kāi)關(guān)，先分第二檔，后合第三檔；輸出電壓在230～210V，停在第三檔。
當(dāng)電源電壓低于210V時(shí)，持續(xù)15秒后，PLC輸出控制調(diào)壓開(kāi)關(guān)，仍停在第三檔。
手動(dòng)調(diào)壓ST4按鈕按進(jìn)去，J1中間繼電器吸合，其常開(kāi)觸頭將手動(dòng)調(diào)壓各電路接通。斷開(kāi)自動(dòng)調(diào)壓的電路。ST1、ST2、ST3為手動(dòng)調(diào)壓1、2、3檔按鈕，控制電路電氣互鎖，只能選按其中之一按鈕，若同時(shí)按兩個(gè)按鈕也只有一個(gè)開(kāi)關(guān)閉合。防止兩開(kāi)關(guān)同時(shí)吸合而造成分接電壓短路。按智能調(diào)節(jié)儀表顯示當(dāng)前電壓值，選按ST1、ST2、ST3其中之一按鈕，觀測(cè)智能儀表顯示的當(dāng)前電壓值是否在規(guī)定值范圍內(nèi)。如不在規(guī)定范圍內(nèi)，先按ST5(停)按鈕，使調(diào)壓開(kāi)關(guān)先分，后再重新另一按鈕，直至輸出電壓在規(guī)定值范圍之內(nèi)。
光電控制操作ST6(自鎖)按鈕按進(jìn)為手動(dòng)操作使J2、J3中間繼電器(整夜燈、半夜燈)直接得電，其觸點(diǎn)閉合路燈負(fù)荷真空接觸器直接得電，直接開(kāi)合路燈。ST6按鈕彈出來(lái)，為自動(dòng)光控，J2、J2中間繼電器線圈直接接通DGK-3光控器輸出的整夜燈、半夜燈輸出電路。DGK-3光控器按光照度強(qiáng)弱自動(dòng)使J2、J3得電，從而自動(dòng)開(kāi)、閉，使路燈負(fù)荷真空接觸器開(kāi)閉路燈負(fù)荷。
環(huán)境溫度控制由智能調(diào)節(jié)儀表SRT及裝在控制器內(nèi)的電熱板組成。智能調(diào)節(jié)儀表的溫度傳感器檢測(cè)控制器內(nèi)溫度，將溫度信號(hào)由智能儀表轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，智能調(diào)節(jié)儀表按位控方式，做溫控器用。可任意設(shè)定溫控的溫度，使調(diào)壓控制器工作在-30℃～+50℃環(huán)境溫度下工作。調(diào)壓控制器內(nèi)的智能儀表，可編程控制器最低工作溫度為零度。智能調(diào)節(jié)溫控儀表，根據(jù)使用地區(qū)一年四季最低溫度設(shè)置加熱板下限溫度，保證控制器內(nèi)溫度在+15℃以上。沈陽(yáng)地區(qū)設(shè)置下限溫度為35.5℃，冬季-30℃還能保證控制器內(nèi)的溫度在+15℃以上。當(dāng)控制器內(nèi)溫度超過(guò)36.5℃自動(dòng)停止加熱。
圖9，適用主變壓器為Y/Y0-12接線的電源。在自動(dòng)調(diào)壓時(shí)，由每相的電壓變送器(AD1、AD2、AD3)變換后的直流電壓Vx1、Vx2、Vx3經(jīng)電壓合成器SC1輸出其中最高的Vx電壓值給智能調(diào)節(jié)儀，智能調(diào)節(jié)儀表按位控方式，輸出上、下限調(diào)壓開(kāi)關(guān)量信號(hào)給可編程控制器S1,S1在調(diào)壓程序控制下自動(dòng)輸出調(diào)壓信號(hào)給調(diào)壓開(kāi)關(guān)，調(diào)壓開(kāi)關(guān)閉合后而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)壓。電壓合成器S1C內(nèi)部由3只二極管組成的或門(mén)電路，輸出選其中最高的輸入電壓。因我國(guó)10KV以下配電變壓器接線組別均為Y/Y0-12。它存在三相負(fù)載不平衡時(shí)，二次中性點(diǎn)位移。負(fù)載輕的相相電壓升高，造成燈泡過(guò)早損壞，所以調(diào)壓檢測(cè)信號(hào)只檢測(cè)高的信號(hào)電壓。
圖8，適用于主變壓器Δ/Y0-11接線的配電裝置有載調(diào)壓。該接線組別配電變壓器，二次三相不平衡負(fù)載時(shí)無(wú)中性點(diǎn)位移，所以只選其中任一相即可，作為調(diào)壓檢測(cè)信號(hào)。
權(quán)利要求
1.三相有載調(diào)壓式箱式配電裝置，由高壓真空負(fù)荷開(kāi)關(guān)柜、三相油浸變壓器、低壓柜組成，其特征在于低壓柜由計(jì)量、有載自動(dòng)調(diào)壓、配出負(fù)荷組成，有載自動(dòng)壓；調(diào)壓變壓器二次與主變二次相串聯(lián)，一次與主變調(diào)壓輸出相并聯(lián)組成低壓串聯(lián)自耦有載調(diào)壓，電壓的調(diào)壓信號(hào)取自調(diào)壓器的輸出端，經(jīng)電壓變送器變換成直流電壓，該直流電壓作為智能調(diào)節(jié)儀表的輸入電壓。該智能調(diào)節(jié)儀表按位控方式輸出上、下限調(diào)壓的開(kāi)關(guān)量信號(hào)給可編程控制器，可編程控制器在調(diào)壓程序控制下輸出調(diào)壓信號(hào)給電磁調(diào)壓開(kāi)關(guān)，使其閉合調(diào)壓變壓器分接頭，有載調(diào)壓控制器，由電壓變送、器智能調(diào)節(jié)儀表，可編程控制器組成有載自動(dòng)調(diào)壓，智能調(diào)節(jié)儀表及電熱板組成該控制器環(huán)境溫度控制。
2.如權(quán)利要求1所述的三相有載調(diào)壓箱式配電裝置，其特征在于所述三相高壓輸入手車式高壓真空負(fù)荷開(kāi)關(guān)柜的輸入端，該柜輸出端給三相油浸式變壓器，該變壓器二次輸出經(jīng)熔斷器、電流互感器的二次接電流表、電度表，二次電壓接電壓表組成低壓計(jì)量，調(diào)壓變壓器二次與主變壓器二次相串聯(lián)，根據(jù)運(yùn)行電壓可實(shí)現(xiàn)增電勢(shì)或減電勢(shì)，調(diào)壓變壓器一次與調(diào)壓輸出端并聯(lián)。
3.如權(quán)利要求1所述的配電裝置，其特征在于低壓串聯(lián)自耦有載調(diào)壓由調(diào)壓變壓器、調(diào)壓電磁開(kāi)關(guān)、有載調(diào)壓控制器組成。調(diào)壓電磁開(kāi)關(guān)由交流接觸器、空氣開(kāi)關(guān)組成，有載調(diào)壓控制器由電壓變送器、智能調(diào)節(jié)儀表、可編程控制器組成調(diào)壓控制，由智能調(diào)節(jié)儀表、電熱板組成有載調(diào)壓控制器環(huán)境溫度控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種10RV受電二次為0.4KV三相△/Yo－11接線的有載調(diào)壓式箱式變電站。該箱式變電站由高壓柜、低壓柜、變壓器組成。采用SR9－MJ全絕緣全密封△/Yo－11接線油浸式變壓器箱式變電站，電源變壓器容量200KVA－500KVA。本箱式變電站有載調(diào)壓由XXB－4型有載調(diào)壓控制器進(jìn)行自動(dòng)調(diào)壓，并按光照度強(qiáng)弱自動(dòng)開(kāi)閉路燈。該控制器可工作在－30℃～+50℃環(huán)境溫度范圍。
文檔編號(hào)G05F1/14GK1238585SQ9811397
公開(kāi)日1999年12月15日 申請(qǐng)日期1998年5月12日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月12日
發(fā)明者張毓斗, 劉剛, 張家彥, 張敬學(xué), 鮑凱弘, 馮全利, 尹毅 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)工業(yè)學(xué)院, 沈陽(yáng)市路燈管理局