專(zhuān)利名稱(chēng)：電力變壓器無(wú)觸點(diǎn)電子有載調(diào)壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)輸配電過(guò)程中的高壓變壓器帶負(fù)荷情況下的電壓調(diào)整裝置。
電壓是電能質(zhì)量的主要指標(biāo)之一。它的高、低對(duì)用電設(shè)備的壽命，產(chǎn)品質(zhì)量等有著極大關(guān)系，而有載調(diào)壓裝置又是保證在供電不間斷的狀態(tài)下進(jìn)行電壓變化調(diào)整的裝置，國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家中有載調(diào)壓裝置的使用已基本普及，我國(guó)變壓器有載調(diào)壓裝置的使用數(shù)量也在迅速增加，然而目前在高壓電力變壓器上使用的有載調(diào)壓裝置中的調(diào)壓開(kāi)關(guān)皆為機(jī)械式開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)的調(diào)整變換都由機(jī)械接點(diǎn)動(dòng)作完成，這種調(diào)壓開(kāi)關(guān)在保證電能質(zhì)量方面起了很大作用，技術(shù)也已成熟，但它們?nèi)源嬖诎l(fā)生機(jī)械故障、動(dòng)作速度慢、產(chǎn)生電弧、體積大等機(jī)械固有缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是利用電子元器件代替機(jī)械接點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)電力變壓器有載調(diào)壓裝置的全電子無(wú)觸點(diǎn)化，克服機(jī)械性方面的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的解決方案是電力變壓器的無(wú)觸點(diǎn)電子調(diào)壓分為光電遙控調(diào)壓和自動(dòng)調(diào)壓。遙控調(diào)壓時(shí)，首先操作遙控器，遙控器的光信號(hào)被接收器接收以后經(jīng)過(guò)處理送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)運(yùn)算處理后的信號(hào)再經(jīng)形成電路推動(dòng)晶閘管的觸發(fā)電路，操縱晶閘管的開(kāi)通與關(guān)閉，達(dá)到調(diào)解變壓器分接頭的作用，實(shí)現(xiàn)無(wú)觸點(diǎn)調(diào)整電壓的目的。為了防止整個(gè)操作回路不帶電或出現(xiàn)其它異常時(shí)變壓器被燒毀，本裝置專(zhuān)門(mén)設(shè)置了相應(yīng)保護(hù)回路，保障變壓器在任何情況下不至因使用本裝置而燒毀。本裝置的控制回路直流電源由電力變壓器的兩個(gè)分接頭供給，與次級(jí)側(cè)無(wú)直接關(guān)系。而當(dāng)采用自動(dòng)調(diào)壓時(shí)，計(jì)算機(jī)由自動(dòng)檢測(cè)回路提供信號(hào)，再經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理送給信號(hào)形成回路，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)晶閘管觸發(fā)電路，達(dá)到自動(dòng)調(diào)整電壓的目的。
本發(fā)明的研究與實(shí)踐證明本裝置與目前的機(jī)械型調(diào)壓裝置相比，它具有無(wú)機(jī)械動(dòng)作、不產(chǎn)生電弧、動(dòng)作速度快(20MS完成轉(zhuǎn)換)，由于遙控操作與自動(dòng)調(diào)壓，因此非常安全，元件損耗小，加上補(bǔ)償，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能，價(jià)格低。
附圖描述了本發(fā)明在10KV變壓器上的一個(gè)最佳實(shí)施例。


圖1是本發(fā)明的原理框圖。
圖2是本發(fā)明的變壓器調(diào)壓裝置無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)電路圖。
圖3a和圖3b是本發(fā)明的遙控電路與自動(dòng)檢測(cè)電路圖。
圖4是本發(fā)明的單片機(jī)控制流成圖。
圖5是本發(fā)明的控制信號(hào)流程圖。
圖6是本發(fā)明的晶閘管高壓電流過(guò)零觸發(fā)電路圖。
圖7是本發(fā)明的電壓平安保護(hù)器電路圖。
圖8是調(diào)壓裝置的直流電源回路圖。
圖9是調(diào)壓裝置的晶閘管集中散熱結(jié)構(gòu)圖。
見(jiàn)圖1，變壓器繞組(8)上裝有無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)(5)，當(dāng)起控器(1)動(dòng)作后發(fā)出信號(hào)給計(jì)算機(jī)(2)識(shí)別處理，計(jì)算機(jī)(2)的輸出信號(hào)又經(jīng)過(guò)信號(hào)形成電路(3)送給高壓電流過(guò)零觸發(fā)器(4)，觸發(fā)作為無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)(5)的相應(yīng)晶閘管。為了保障變壓器線圈的安全，設(shè)有電壓平安保護(hù)器(6)，本裝置的直流電源由直流穩(wěn)壓電源(7)供給。
見(jiàn)圖2，本調(diào)壓裝置的無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)是由接在變壓器線圈(8)各抽頭上的雙向高壓晶閘管(9)及其輔助電路組合而成。這些輔助電路包括接在各個(gè)晶閘管(9)兩端的阻容吸收電路(13)，接在晶閘管回路的快速熔斷器(12)，接在變壓器線圈中間抽頭上的電壓平安保護(hù)器(6)和轉(zhuǎn)換過(guò)渡高壓雙方晶閘管(10)及限流電阻(11)。
圖3a是本裝置起控器(1)為遙控方式下的集成電路圖。遙控發(fā)射器(14)采用LC2190，所發(fā)射信號(hào)經(jīng)含有接收管的CX20106集成放大電路(15)和LC2200接收解調(diào)器(16)組成。輸出端A、B、C、D、E、F與發(fā)射器(14)的控制鍵K6、K5、K4、K3、K2、K1相對(duì)應(yīng)，本例采用3路。調(diào)解器(14)的12腳與電源相接，輸出為互鎖狀態(tài)。
圖3b是本裝置的起控器(1)在自動(dòng)調(diào)壓下的自動(dòng)檢測(cè)電路圖，由比較器(17)和(18)及與非門(mén)(19)電路組成。比較器(17)的基準(zhǔn)電壓取U1，當(dāng)測(cè)量電壓U＞U1時(shí)，比較器(17)輸出為正。比較器(18)的基準(zhǔn)電壓取U2，當(dāng)測(cè)量電壓U＜U2時(shí)，比較器(18)輸出為正。再通過(guò)與非門(mén)(19)邏輯關(guān)系，構(gòu)成本例所需三路信號(hào)輸出給計(jì)算機(jī)(2)，并采用延遲10秒動(dòng)作，本例比較器采用LM339，與非門(mén)采用74LS00集成電路。
本裝置采用PS1008型單片機(jī)。針對(duì)起控器電路送來(lái)的信號(hào)，計(jì)算機(jī)的輸入、輸出和變壓器線圈檔位有下表關(guān)系
在變壓器給電過(guò)程中，計(jì)算機(jī)(20)上電前瞬間，保護(hù)平安器(6)動(dòng)作，變壓器可安全運(yùn)行。計(jì)算機(jī)(2)帶電后，輸出P1N5使變壓器處于2檔運(yùn)行。之后平安保護(hù)器(6)自動(dòng)退出保護(hù)，操作進(jìn)入正常。見(jiàn)圖4，計(jì)算機(jī)的程序控制按流程框圖進(jìn)行，零回路為轉(zhuǎn)換回路。
見(jiàn)圖5，本調(diào)壓裝置控制部分的信號(hào)形成回路由RC延遲電路(20)和HC132集成電路(21)組成。它將計(jì)算機(jī)送來(lái)的各個(gè)信號(hào)通過(guò)HC132以后完成A、B、C三相信號(hào)的形成，送給變壓器三相的各個(gè)晶閘管的觸發(fā)電路(4)，并且在1、2、3回路中各有一指示燈(22)。
見(jiàn)圖6，本發(fā)明為了使變壓器輸出波形為正弦波，該裝置的高壓雙向晶閘管觸發(fā)電路(4)采用高壓電流過(guò)零觸發(fā)，它由耐壓1800伏，電流3安培的高壓固體繼電器(23)、限流電阻(24)和電阻(25)組成。
見(jiàn)圖7，本裝置的電壓平安保護(hù)器(6)是為保護(hù)操作回路上電過(guò)程和故障情況而設(shè)置，它由電容器(26)、(27)和雙向二極管(28)及高壓雙向晶閘管(29)組成。高壓雙向晶閘管的導(dǎo)通由雙向二極管(28)的擊穿電壓和電容器(26)、(27)上的分壓值決定。
見(jiàn)圖8，控制回路的直流電源由一個(gè)電源變壓器(30)，經(jīng)整流橋(31)，濾波電容器(32)和三端穩(wěn)壓器(33)組成，輸出穩(wěn)定電壓5伏。自動(dòng)檢測(cè)的電網(wǎng)測(cè)量電壓由該電源變壓器的另一繞組，經(jīng)整流橋(34)和壓降電阻(35)供給。電源變壓器(30)的初級(jí)交流電壓為電力變壓器分接頭級(jí)電壓，接到變壓器線圈(8)的任意兩個(gè)分接頭上，與變壓器的次級(jí)沒(méi)有直接關(guān)系。
見(jiàn)圖9，觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)(5)的晶閘管集中散熱結(jié)構(gòu)包括金屬外殼(36)、支架(37)、絕緣油(38)、晶閘管(9)與小型散熱器(39)及蓋(40)組成。
權(quán)利要求
1，一種電力變壓器無(wú)觸點(diǎn)電子有載調(diào)壓裝置，其特征在于起控器(1)、計(jì)算機(jī)(2)、信號(hào)形成電路(3)、高壓電流過(guò)零觸發(fā)電路(4)、無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)(5)、電壓平安保護(hù)器(6)、直流電源(7)全部電子化。
2，根據(jù)權(quán)力要求1所述的無(wú)觸點(diǎn)電子有載調(diào)壓裝置，其特征在于電壓平安保護(hù)器(6)、直流電源(7)、無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)(5)、高壓電流過(guò)零觸發(fā)電路(4)、信號(hào)形成電路(3)、計(jì)算機(jī)(2)、起控器(1)的遙控接收放大電路(15)和接收解調(diào)器(16)與自動(dòng)檢測(cè)比較器(17)、(18)及與非門(mén)邏輯電路(19)處在同變壓器線圈(8)同樣的高電位下對(duì)變壓器進(jìn)行調(diào)控及正常運(yùn)行。
3，根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)觸點(diǎn)電子有載調(diào)壓裝置，其特征在于高壓雙向晶閘管(9)接到變壓器線圈(8)的抽頭上成為無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)元件。
4，根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)觸點(diǎn)電子有載調(diào)壓裝置，其特征在于高壓雙向晶閘管的觸發(fā)信號(hào)由高壓固本繼電器構(gòu)成的高壓電流過(guò)零觸發(fā)電路(4)提供。
5，根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)觸點(diǎn)電子有載調(diào)壓裝置，其特征在于高壓固體繼電器的控制信號(hào)形成電路(3)把計(jì)算機(jī)識(shí)別后的輸出信號(hào)形成平行的A、B、C三相控制信號(hào)供給。
6，根據(jù)權(quán)利要求1和5所述的無(wú)觸點(diǎn)電子有載調(diào)壓裝置，其特征在于高壓固體繼電器與無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)(5)的控制過(guò)程由計(jì)算機(jī)(2)識(shí)別處理。
7，根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)觸點(diǎn)電子有載調(diào)壓裝置，其特征在于起控器(1)是由光電控制式遙控發(fā)射器(14)和帶有放大電路(15)的接收解調(diào)器(16)對(duì)本裝置進(jìn)行調(diào)控。
8，根據(jù)權(quán)利要求1和7所述的無(wú)觸點(diǎn)電子有載調(diào)壓裝置，其特征在于起控器(1)在自動(dòng)調(diào)壓方式時(shí)由電源變壓器(36)、整流橋(34)、降壓電阻(35)、比較器(17)、(18)和與非門(mén)(19)構(gòu)成自動(dòng)檢測(cè)電路調(diào)控。
9，根據(jù)權(quán)利要求1和8所述的無(wú)觸點(diǎn)電子有載調(diào)壓裝置，其特征在于調(diào)壓裝置的直流電源由電源變壓器(30)、整流橋(31)、濾波電容(32)和三端穩(wěn)壓器構(gòu)成，輸出電壓5伏。電源變壓器初級(jí)電壓為電力變壓器線圈(8)的調(diào)壓抽頭級(jí)電壓。
10，根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的無(wú)觸點(diǎn)電子有載調(diào)壓裝置，其特征是由電容器(26)、(27)、雙向二級(jí)管(28)和高壓雙向晶閘管(29)組成了電壓平安保護(hù)器(6)。
11，根據(jù)權(quán)利要求1和3所述的無(wú)觸點(diǎn)電子有載調(diào)壓裝置，其特征在于高壓雙向晶閘管(9)的晶閘管集中散熱結(jié)構(gòu)由金屬外殼(36)、支架(37)、絕緣油(38)、晶閘管(9)與小型散熱器(39)及蓋(40)組成。
全文摘要
電力變壓器無(wú)觸點(diǎn)電子有載調(diào)壓裝置是屬于電力系統(tǒng)輸配電過(guò)程中高壓變壓器帶負(fù)荷情況下的電壓調(diào)整裝置,它是利用晶閘管替代以往機(jī)械式調(diào)壓開(kāi)關(guān)的機(jī)械接點(diǎn),實(shí)現(xiàn)有載調(diào)壓裝置的全電子無(wú)觸點(diǎn)化。由于采用計(jì)算機(jī)控制、新型保護(hù)措施和晶閘管的高壓電流過(guò)零觸發(fā)等先進(jìn)技術(shù),因此本裝置具有無(wú)機(jī)械動(dòng)作、不產(chǎn)生電弧、動(dòng)作速度快(完成一次調(diào)壓時(shí)間小于20ms)、安全可靠、節(jié)能、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02M5/12GK1225525SQ98115448
公開(kāi)日1999年8月11日 申請(qǐng)日期1998年7月7日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月7日
發(fā)明者李志學(xué), 張?zhí)旌? 易保華, 高健, 李明明, 李玉良, 陳崴, 汪華, 馮高升 申請(qǐng)人:李志學(xué), 張?zhí)旌?br>