專利名稱：變壓器低壓電源與保護綜合裝置的制作方法
技術領域：
變壓器低壓電源與保護綜合裝置一、 技術領域-本實用新型涉及一種油田井用配電裝置的保護裝置，特別是涉及一種變壓器低壓電源與保. 護綜合裝置。二、 背景技術-多年來油井配電變壓器的低壓輸出， 一直配用200—600安的石板刀閘實施低壓供電，結 構簡陋、操作不便且不安全，尤其缺乏完善可靠的自動保護性能，所以對人身及用電設備(變 壓器及電機)都存在著極為嚴重的安全保護問題。因此長期以來導致人身觸電或電弧燒傷以及 燒毀電機、變壓器的大、小事故時有發(fā)生，從而給原油生產(chǎn)造成了不良的社會影響和較大的經(jīng) 濟損失。三、 發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的就是針對現(xiàn)有技術存在的上述缺陷，提供一種有效降低或杜絕油井配電 系統(tǒng)的各種事故發(fā)生的變壓器低壓電源與保護綜合裝置。 、其技術方案是主要回路組件由QS膠板閘刀、QF帶分離脫扣器的特殊空氣開關、DL高 精度電流互感器和VKB控制與保護回路組成；通過將主回路QS膠板閘刀和QF帶分離脫扣 器的特殊空氣開關分別合閘后，根據(jù)回路檢測到的實際負載大小情況，通過VKB控制與保護 回路，輸出相應的操作命令，給QF帶分離脫扣器的特殊空氣開關提供瞬時動作的電壓信號并 使其跳閘從而實施保護指令任務。VKB控制與保護回路中的檢測控制與顯示回路可分為信號取樣部分、信號放大部分、 CPU運算控制部分、數(shù)碼顯示部分、鍵盤輸入部分、控制輸出部分，通過DL高精度電流互感器檢測到的電流信號進入信號取樣部分，轉(zhuǎn)化為微弱的、線形變 化的電壓信號后提供給信號放大部分，經(jīng)過兩級集成運算放大電路將信號放大后形成單片機所 需要的0—5V的工作電壓信號，電路中分別對三相電流A、 B、 C和漏電電流D以及電壓信號 E進行了取樣，經(jīng)限流、濾波后輸入至CPU運算控制部分，CPU經(jīng)過運算與其設定值進行比 較，并通過數(shù)碼顯示部分輪流顯示三相電流值的大小，如果低于或超出其設定允許值，則CPU 運算電路輸出控制指令驅(qū)動控制輸出部分輸出相應的操作命令。所述的CPU運算控制部分由MC68HC908SR12組成，數(shù)碼顯示部分由4個八段共陽極數(shù) 碼管，位選三極管、限流電阻組成，鍵盤輸入部分有多個按鍵和上拉電阻組成，所述的控制輸 出部分由上拉電阻，發(fā)光二極管，開關三極管以及蜂鳴器和繼電器組成。本實用新型的有益效果是本系統(tǒng)以單片微型計算機為核心，整合穩(wěn)定可靠的外圍電路， 對變壓器及其負載電動機乃至人身實施有效的過流保護、欠流保護、斷相保護、短路保護、過 壓保護、欠壓保護、不平衡保護、過熱保護、漏電保護等多種保護功能。由于其規(guī)范、合理、
適用、智能、操作便捷、保護可靠等一系列科學而優(yōu)良的性能，不僅得到應用者的十分晴昧， 更將有效的大大降低或杜絕油井配電系統(tǒng)的各種事故的發(fā)生，也可以替代現(xiàn)有運用中的井用配 電裝置。

附圖1是本實用新型的電路原理圖；附圖2是本實用新型的VKB控制與保護回路的信號取樣和放大部分的電路圖； 附圖3是本實用新型的VKB控制與保護回路的cpu運算控制及數(shù)碼顯示和輸入.輸出部-分的電路圖。五具體實施方式
結合附圖1-4，對本實用新型作進一步的描述其技術方案是主要回路組件由QS膠板閘刀1、 QF帶分離脫扣器的特殊空氣開關2、 DL 高精度電流互感器3和VKB控制與保護回路4組成；通過將主回路QS膠板閘刀1和QF帶 分離脫扣器的特殊空氣開關2分別合閘后，根據(jù)回路檢測到的實際負載大小情況，通過VKB 控制與保護回路4，輸出相應的操作命令，給QF帶分離脫扣器的特殊空氣開關2提供瞬時動 作的電壓信號并使其跳閘從而實施保護指令任務。VKB控制與保護回路4中的檢測控制與顯 示回路可分為信號取樣部分4.1、信號放大部分4.2、 CPU運算控制部分4.3、數(shù)碼顯示部分 4.4、鍵盤輸入部分4.5、控制輸出部分4.6。所述的CPU運算控制部分4.3由MC68HC908SR12組成；數(shù)碼顯示部分4.4由4個八段共陽極數(shù)碼管，位選三極管Q1—Q4、限流電阻R9-R15 、 R21--R24組成，鍵盤輸入部分4.5有三個按鍵和上拉電阻R16-R20組成，所述的控制輸出部分4.6由上拉電阻R25、 R26，發(fā)光二極管LED1、 LED2，幵關三極管 Q5、 Q6以及蜂鳴器F和繼電器KA組成。其工作原理如下通過將主回路QS膠板閘刀1和QF帶分離脫扣器的特殊空氣開關2分 別合閘后，根據(jù)回路檢測到的實際負載大小情況，通過鍵盤輸入部分4.5設定與實際負荷相對 應的保護值。然后啟動VKB控制與保護回路4 (也就是微電腦數(shù)顯智能控制與保護綜合器)， 使整個電路進入正常運行狀態(tài)。再通過DL高精度電流互感器3檢測到的電流信號進入信號取 樣部分4.1，轉(zhuǎn)化為微弱的、線形變化的電壓信號后提供給信號放大部分4.2，經(jīng)過兩級集成運 算放大電路將信號放大后形成單片機所需要的0—5V的工作電壓信號。電路中分別對三相電 流A、 B、 C和漏電電流D以及電壓信號E進行了取樣，經(jīng)限流、濾波后輸入至CPU運算控 制部分4.3， CPU經(jīng)過運算與其設定值進行比較，并通過數(shù)碼顯示部分4.4輪流顯示三相電流 值的大小，如果低于或超出其設定允許值。則CPU運算電路輸出控制指令驅(qū)動控制輸出部分 4.6輸出相應的操作命令,從而給QF帶分離脫扣器的特殊空氣開關2提供瞬時動作的電壓信號 并使其跳閘從而實施各種保護指令任務。具體操作如下本變壓器所帶負載為37KW的油井用三相異步電動機，其額定電流約為:75A。額定電壓為
380V。具體實施操作如下首先將QS膠板閘刀1和QF帶分離脫扣器的特殊空氣開關2分別合閘，此時已為VKB控制與保護回路4提供電源，并進入待機狀態(tài)，數(shù)碼顯示部分4.4顯示 "dJ"狀態(tài)，接著通過鍵盤輸入部分4.5輸入相應的保護值。按功能設置鍵l次為自啟時間 設定0—255S可選，按2次為過壓值的設定0—550V可選，按3次為欠壓值的設定0—550V 可選，按4次為額定電流的設定0—999A可選，按5次為欠流值的設定0—999 A可選，按6 次為不平衡值的設定0—90%可選，按7次為漏電功能開/關的設定0N/0FF，按8次為手動/ 自動的設定ON/OFF，再按功能設置鍵可返回待機狀態(tài)并記憶設定數(shù)據(jù)。此例以過流保護為例說明控制部分的工作原理首先將其額定電流設定為75A。然fe按. VKB控制與保護回路4的啟動按鈕進入正常工作狀態(tài)。電動機起動后，電路中有電流流過， 此時可通過DL高精度電流互感器3和電阻R1取出線性變化的、微弱的的電壓信號，通過R2、 C1濾波輸入到集成運算放大器U1的同相輸入端進行一級放大，R4為反饋電阻。放大后經(jīng)電 阻R5、C3限流濾波后輸入到集成運算放大器U2的同相輸入端進行二級放大，R7為反饋電阻。 放大后的信號經(jīng)電阻R8、 C4限流濾波、DZ1穩(wěn)壓后，得到0—5V的電壓信號輸入至CPU的 A/D轉(zhuǎn)換引腳，經(jīng)CPU運算后，與其設定值75A進行比較并通過數(shù)碼顯示部分4.4顯示出該 相的電流大小。如果該相電流超過設定值75A的1.1倍以上，則CPU發(fā)出控制指令，驅(qū)動控 制輸出部分4.6的繼電器閉合，使QF帶分離脫扣器的特殊空氣開關2的脫扣線圈瞬時得電跳 閘，蜂鳴器報警，從而達到保護的目的。另外，其它保護功能的工作原理同上所述。
權利要求1、一種變壓器低壓電源與保護綜合裝置，其特征是主要回路組件由QS膠板閘刀(1)、QF帶分離脫扣器的特殊空氣開關(2)、DL高精度電流互感器(3)和VKB控制與保護回路(4)組成；通過將主回路QS膠板閘刀(1)和QF帶分離脫扣器的特殊空氣開關(2)分別合閘后，根據(jù)回路檢測到的實際負載大小情況，通過VKB控制與保護回路(4)輸出相應的操作命令，給QF帶分離脫扣器的特殊空氣開關(2)提供瞬時動作的電壓信號并使其跳閘從而實施保護指令任務。
2、 根據(jù)權利要求1所述的變壓器低壓電源與保護綜合裝置，其特征是VKB控制與保護 回路(4)中的檢測控制與顯示回路可分為信號取樣部分(4.1)、信號放大部分(4.2)、 CPU 運算控制部分(4.3)、數(shù)碼顯示部分(4.4)、鍵盤輸入部分(4.5)、控制輸出部分(4.6);通過DL高精度電流互感器(3)檢測到的電流信號進入信號取樣部分(4.1)，轉(zhuǎn)化為微弱 的、線形變化的電壓信號后提供給信號放大部分(4.2)，經(jīng)過兩級集成運算放大電路將信號放 大后形成單片機所需要的0—5V的工作電壓信號，電路中分別對三相電流(A、 B、 C)和漏 電電流(D)以及電壓信號(E)進行了取樣，經(jīng)限流、濾波后輸入至CPU運算控制部分(4.3)， CPU經(jīng)過運算與其設定值進行比較，并通過數(shù)碼顯示部分(4.4)輪流顯示三相電流值的犬小， 如果低于或超出其設定允許值，則CPU運算電路輸出控制指令驅(qū)動控制輸出部分(4.6)輸出 相應的操作命令。
3、 根據(jù)權利要求2所述的變壓器低壓電源與保護綜合裝置，其特征是所述的CPU運算 控制部分(4.3)由MC68HC908SR12組成。
4、 根據(jù)權利要求2所述的變壓器低壓電源與保護綜合裝置，其特征是所述的數(shù)碼顯示 部分(4.4)由4個八段共陽極數(shù)碼管，位選三極管(Q1—Q4)、限流電阻(R9—R15 、 R21—R24) 組成。
5、 根據(jù)權利要求2所述的變壓器低壓電源與保護綜合裝置，其特征是所述的鍵盤輸入 部分(4.5)由多個按鍵和上拉電阻(R16—R20)組成。
6、 根據(jù)權利要求2所述的變壓器低壓電源與保護綜合裝置，其特征是所述的控制輸出 部分(4.6)由上拉電阻(R25、 R26),發(fā)光二極管(LED1、 LED2)，開關三極管(Q5、 Q6) 以及蜂鳴器(F)和繼電器(KA)組成。
專利摘要本實用新型涉及一種油田井用配電裝置的保護裝置，特別是涉及一種變壓器低壓電源與保護綜合裝置。其技術方案是主要回路組件由QS膠板閘刀(1)、QF帶分離脫扣器的特殊空氣開關(2)、DL高精度電流互感器(3)和VKB控制與保護回路(4)組成；通過將主回路QS膠板閘刀(1)和QF帶分離脫扣器的特殊空氣開關(2)分別合閘后，根據(jù)回路檢測到的實際負載大小情況，通過VKB控制與保護回路(4)，輸出相應的操作命令，給QF帶分離脫扣器的特殊空氣開關(2)提供瞬時動作的電壓信號并使其跳閘從而實施保護指令任務。有益效果是有效的大大降低或杜絕油井配電系統(tǒng)的各種事故的發(fā)生，也可以替代現(xiàn)有運用中的井用配電裝置。
文檔編號H02H7/04GK201054494SQ200720024080
公開日2008年4月30日 申請日期2007年6月28日 優(yōu)先權日2007年6月28日
發(fā)明者英 劉, 尹傳慶, 張學超, 張緒奎, 強 李, 李豐厚, 苑鳳軍 申請人:東營市科瑞達工貿(mào)有限責任公司