專利名稱：一種故障補相組合變壓器的制作方法
專利說明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實用新型涉及一種具有故障補相功能的組合變壓器，屬于輸配電設(shè)備。
二背景技術(shù)：
在中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，由普通三相三柱變壓器供電時，當(dāng)配電變壓器內(nèi)發(fā)生一相故障時就將使全部用戶停電，從而影響人們的正常工作、學(xué)習(xí)和生活秩序。中國專利ZL98250258.3公布的一種“四柱鐵心三相互不干擾的組合變壓器”，具有三相互不干擾的特點，即當(dāng)其內(nèi)部發(fā)生一相故障時，該變壓器仍可以繼續(xù)保持兩完好相對外供電，但還是會造成故障相負(fù)荷(約1/3的用戶)停電。可見，當(dāng)前已有的變壓器還存在著供電可靠性不夠高的問題，特別是對三相用電設(shè)備(如三相電動機)不僅不能繼續(xù)運行，而且還存在使其因缺相而燒毀的危險。
三、實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計一種既具有三相互不干擾又兼有故障補相功能的組合變壓器。
實現(xiàn)本實用新型目的所采取的技術(shù)方案是一種故障補相組合變壓器，主要由變壓器工作鐵心柱及繞于其上的原線圈和副線圈、絕緣介質(zhì)及機械支架等組成，其原線圈每相串聯(lián)1只或2只熔斷器，三相首尾相連接成三角形，副線圈按星形接線并引出中性線，其特征在于增設(shè)了故障補相鐵心柱及繞于其上的故障補相線圈、故障補相切換裝置；變壓器副線圈輸出端經(jīng)故障補相切換裝置的動斷觸頭與低壓總開關(guān)的電源端相連，經(jīng)動合觸頭與中性線相連，故障補相線圈輸出端經(jīng)故障補相切換裝置的動合觸頭與低壓總開關(guān)的電源端相連。
故障補相鐵心柱和繞于其上的故障補相線圈可為1組或2組，當(dāng)為1組時，故障補相線圈的輸出端與故障補相切換裝置的動合觸頭相連，尾端與副線圈的中性線相連；當(dāng)為2組時，故障補相線圈順極性串聯(lián)后，輸出端與故障補相切換裝置的動合觸頭相連，尾端與變壓器副線圈的中性線相連。
故障補相切換裝置主要由3臺具有2對動合觸頭和1對動斷觸頭的切換開關(guān)或具有上述功能的無觸點開關(guān)組成，在低壓總開關(guān)不合閘時，任何一個切換開關(guān)均不能進行切換動作；其3個切換開關(guān)中只要有1個進行了切換動作，另外2個切換開關(guān)中的任何一個開關(guān)均不能再行動作；其每個切換開關(guān)只能在所在相的電壓、電流同時降低到正常值的1/2以下時方可進行切換動作。
采用本實用新型的技術(shù)方案，當(dāng)變壓器發(fā)生單相故障(短路、嚴(yán)重過載或高壓繞組斷線)時，變壓器仍能繼續(xù)供出平衡的三相電能，從而保證用戶(包括三相用電設(shè)備)的電力供應(yīng)；當(dāng)發(fā)生兩相故障或缺少一相高壓電源時，仍能提供一相電力供應(yīng)。本實用新型既可以裝設(shè)于箱式變電站中，也可以裝設(shè)于普通室內(nèi)變電站中。
四

圖1為具有1個故障補相鐵心柱的本實用新型示意圖。
圖2為具有2個故障補相鐵心柱的本實用新型示意圖。
圖3為本實用新型的接線示意圖。
五具體實施方式
主要由變壓器工作鐵心柱I、II、III及繞于其上的原線圈2和副線圈3、絕緣介質(zhì)及機械支架等組成的一種故障補相變壓器，其原線圈2每相串聯(lián)1只或2只熔斷器1后，三相首尾相連接成三角形，變壓器副線圈3按星形接線并引出中性線n，該變壓器具有故障補相鐵心柱IV及繞于其上的故障補相線圈4、故障補相切換裝置6；變壓器副線圈3輸出端經(jīng)故障補相切換裝置6的動斷觸頭QK2與低壓總開關(guān)7的電源端相連，經(jīng)動合觸頭QK1與中性線n相連，故障補相線圈4輸出端d經(jīng)故障補相切換裝置6的動合觸頭QK2與低壓總開關(guān)7的電源端相連。
故障補相切換裝置6主要由3臺具有2對動合觸頭QK1、QK3和1對動斷觸頭QK2的切換開關(guān)或具有上述功能的無觸點開關(guān)組成，在低壓總開關(guān)7不合閘時，任何一個切換開關(guān)均不能進行切換動作。
故障補相鐵心柱IV和繞于其上的故障補相線圈4可為1組或2組，當(dāng)為1組時，故障補相線圈4的輸出端d與故障補相切換裝置6的動合觸頭QK3相連，尾端與副線圈3的中性線n相連；當(dāng)為2組時，故障補相線圈4順極性串聯(lián)后，輸出端d與故障補相切換裝置6的動合觸頭QK3相連，尾端與副線圈3的中性線n相連。
故障補相切換裝置6主要由3臺具有2對動合觸頭QK1、QK3和1對動斷觸頭QK2的切換開關(guān)或具有上述功能的無觸點開關(guān)組成，在低壓總開關(guān)7不合閘時，任何一個切換開關(guān)均不能進行切換動作；其3個切換開關(guān)中只要有1個進行了切換動作，另外2個切換開關(guān)中的任何一個開關(guān)均不能再行動作；其每個切換開關(guān)只能在所在相的電壓、電流同時降低到正常值的1/2以下時方可進行切換動作。
實施例一參見圖1和圖3，當(dāng)故障補相鐵心柱IV和繞于其上的故障補相線圈4為1組時，即變壓器由4個鐵心柱構(gòu)成，其中鐵心柱I、II、III為正常工作柱，其上繞有原線圈2和副線圈3；原線圈2每相串聯(lián)1只或2只熔斷器1后，三相首尾相連接成三角形，副線圈3則按星形接線并引出中性線n。鐵心柱IV為補相柱，其上繞有補相線圈4，其輸出端d與故障補相切換裝置6的動合觸頭QK3相連，尾端與副線圈3的中性線n相連。
所述故障補相切換裝置6主要由3臺具有2對動合觸頭和1對動斷觸頭的切換開關(guān)或具有上述功能的無觸點開關(guān)組成，通過邏輯控制實現(xiàn)低壓總開關(guān)7不合閘時，任何一個切換開關(guān)均不能進行切換動作，故障補相切換裝置6的3個切換開關(guān)中只要有1個進行了切換動作，另外2個切換開關(guān)中的任何一個開關(guān)均不能再行動作，同時故障補相切換裝置6每個切換開關(guān)只能在所在相的電壓、電流同時降低到正常值的1/2以下時方可進行切換動作。
正常工作時，本實用新型由高壓隔離開關(guān)5合閘送電，其低壓出線端子a、b、c上有正常的輸出電壓。該電壓經(jīng)故障補相裝置6的動斷觸頭QK2到達低壓總開關(guān)7后，合上低壓總開關(guān)7，即可向三相支路8送電，進行正常供電工作。在正常情況下，因為電壓、負(fù)荷電流處在三相對稱狀態(tài)，所以3個工作鐵心柱中磁通也對稱，其合成磁通為零，補相柱IV中的磁通和繞在其上的補相線圈4的感應(yīng)電勢(即補相電勢)也為零，補相線圈4無電流輸出。由此可見本實用新型的正常工作狀況與普通變壓器完全一樣。
當(dāng)變壓器發(fā)生單相故障(如短路引起熔斷器熔絲熔斷或原線圈斷線)時，故障相鐵心柱中無主磁通，兩完好相的鐵心柱內(nèi)磁通正常且相位互差120°。根據(jù)電工學(xué)原理知道，此兩相的合成磁通應(yīng)為第三相的負(fù)值，該合成磁通將分別由補相鐵心柱IV和故障相鐵心柱構(gòu)成回路，且每柱內(nèi)的磁通約為合成磁通的1/2，所以故障補相線圈4以及故障相副線圈中的感應(yīng)電勢也僅為正常值的1/2左右；顯然故障補相線圈4中的感應(yīng)電勢不能直接用作負(fù)荷的補相電源。但副線圈感應(yīng)電勢的下降將引起本相電壓和負(fù)荷電流的大大下降，這就使其具備了本相切換開關(guān)的動作條件而作切換動作。故障補相切換裝置6中的1對動合觸頭QK1將故障相副線圈短路，根據(jù)電工原理，線圈被短路后其內(nèi)將有短路電流產(chǎn)生，該電流又將感生出對鐵心進行去磁的磁勢，這樣兩完好相的合成磁通就將主要以故障補相鐵心柱IV為通路，從而使故障補相線圈4的感應(yīng)電勢達到與正常電勢極為相近的水平而滿足補相的需要；同時故障補相切換裝置6中與故障相對應(yīng)的動合觸頭QK3將故障補相線圈4與低壓供電系統(tǒng)連接對外補相供電；而故障補相切換裝置6對應(yīng)的1對動斷觸頭QK2則將故障相副線圈與低壓供電系統(tǒng)的聯(lián)系切斷實行隔離，整個補相過程即告結(jié)束。
當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生兩相故障或缺少一相高壓電源時，變壓器的3個工作鐵心柱內(nèi)將只有1個鐵心柱中有正常磁通，所以其副線圈中也將只有一相能產(chǎn)生正常電勢對外供電。因為有兩相電勢和電流不正常，所以任何一個切換開關(guān)均不能進行切換。此時該變壓器雖不能達到補相的目的，但仍能維持一相負(fù)荷的正常供電。
實施例二參見圖2和圖3，當(dāng)故障補相鐵心柱IV和繞于其上的故障補相線圈4為2組時，即變壓器由5個鐵心柱構(gòu)成，其中鐵心柱I、II、III為正常工作柱，上面繞有原線圈2和副線圈3，原線圈2每相串聯(lián)1或2只熔斷器1后，三相首尾相連接成三角形，副線圈3按星形接線并引出中性線n，鐵心柱IV為補相柱，其上分別繞有補相線圈4，其接線方法是兩個補相線圈4順極性串聯(lián)后，輸出端d與故障補相切換裝置6的動合觸頭QK3相連，尾端與副線圈3的中性線n相連。其余同實施例一。
該實施例的正常工作情況與實施例一相同。
當(dāng)該實施例的變壓器內(nèi)部發(fā)生單相故障時，其故障補相切換裝置6動作前，兩完好相合成磁通的通路由兩個補相鐵心柱IV和該故障鐵心柱構(gòu)成三路磁通路，因此故障相副線圈4中的感應(yīng)電勢將很低而有利于故障補相切換裝置6作切換動作。故障補相切換裝置6動作后，兩完好相的合成磁通由兩個故障補相鐵心柱IV構(gòu)成兩磁通路，故每個故障補相鐵心柱IV上的補相線圈4中的感應(yīng)電勢也將只有正常值的1/2；所以在該方案內(nèi)兩個補相線圈順極性串聯(lián)以使補相電勢達到正常值，從而可以滿足故障補相的要求。
當(dāng)該實施例發(fā)生兩相故障或缺少一相高壓電源時，其工作與實施例一相同。
由以上兩例可見，采用本實用新型所述的技術(shù)方案，當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生一相故障造成低壓一相失電后，可通過故障補相切換裝置6的合理切換而達到補相目的，解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足，可有效地提高對用戶供電的可靠性及三相用電設(shè)備運行的安全性。
權(quán)利要求1.一種故障補相組合變壓器，主要由變壓器工作鐵心柱(I)、(II)、(III)及繞于其上的原線圈(2)和副線圈(3)、絕緣介質(zhì)及機械支架等組成，其原線圈(2)每相串聯(lián)1只或2只熔斷器(1)，三相首尾相連接成三角形，副線圈(3)按星形接線并引出中性線(n)，其特征在于a.具有故障補相鐵心柱(IV)及繞于其上的故障補相線圈(4)、故障補相切換裝置(6)；b.副線圈(3)輸出端經(jīng)故障補相切換裝置(6)的動斷觸頭(QK2)與低壓總開關(guān)(7)的電源端相連，經(jīng)動合觸頭(QK1)與中性線(n)相連，故障補相線圈(4)輸出端(d)經(jīng)故障補相切換裝置(6)的動合觸頭(QK3)與低壓總開關(guān)(7)的電源端相連；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障補相組合變壓器，其特征在于故障補相鐵心柱(IV)和繞于其上的故障補相線圈(4)可為1組或2組，a.當(dāng)為1組時，故障補相線圈(4)的輸出端(d)與故障補相切換裝置(6)的動合觸頭(QK3)相連，尾端與副線圈(3)的中性線(n)相連；b.當(dāng)為2組時，故障補相線圈(4)順極性串聯(lián)后，輸出端(d)與故障補相切換裝置(6)的動合觸頭(QK3)相連，尾端與副線圈(3)的中性線(n)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的故障補相組合變壓器，其特征在于所述故障補相切換裝置(6)主要由3臺具有2對動合觸頭(QK1、QK3)和1對動斷觸頭(QK2)的切換開關(guān)或具有上述功能的無觸點開關(guān)組成。
專利摘要本實用新型涉及一種故障補相組合變壓器，屬于輸配電設(shè)備。主要由變壓器工作鐵心柱、原線圈、副線圈、故障補相鐵心柱、故障補相線圈和故障補相切換裝置等組成，其故障補相鐵心柱可為1個或2個，上面繞有故障補相線圈，其故障補相切換裝置主要由3臺具有2對動合觸頭和1對動斷觸頭的切換開關(guān)組成。采用本實用新型，當(dāng)變壓器發(fā)生單相故障時，該組合變壓器仍能繼續(xù)供出平衡的三相電能，從而保證對用電設(shè)備(含三相電動機)的正常供電，避免三相用電設(shè)備因缺相而損壞。
文檔編號H02H7/04GK2648670SQ0326451
公開日2004年10月13日 申請日期2003年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月18日
發(fā)明者李儉華, 劉占榮, 姜俊莉, 劉振伶 申請人:中國石化集團河南石油勘探局水電廠