專利名稱：中小功率工頻三相變壓器啟動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種中小功率工頻變壓器的啟動(dòng)電路，具體是一種由大功率小阻值電阻 電路部分和電阻發(fā)熱保護(hù)電路部分組成的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)主令開關(guān)控制交流接觸器啟動(dòng)即實(shí) 現(xiàn)計(jì)算機(jī)或遠(yuǎn)程控制。
背景技術(shù)：
本實(shí)用新型是一種中小功率工頻變壓器的啟動(dòng)電路，它的大功率小阻值電阻電路可以將 變壓器空載合閘產(chǎn)生的涌流值降到接近變壓器的額定電流。當(dāng)變壓器空載合閘或故障切除后 電壓恢復(fù)時(shí)，由于鐵芯飽和會(huì)產(chǎn)生很大的勵(lì)磁電流，在最不利的情形下，可達(dá)到正常勵(lì)磁電流 的上百倍，或者說可達(dá)到變壓器額定電流的8到10倍。這一大大超過正常勵(lì)磁電流的空載合 閘電流稱為涌流，變壓器空載合閘時(shí)要產(chǎn)生涌流，涌流值一般為變壓器額定電流的8到10倍， 會(huì)引起電路保護(hù)裝置如空氣開關(guān)的跳閘。變壓器空載合閘涌流的大小和鐵芯飽和程度、鐵芯 的剩磁和合閘時(shí)電壓的相角等因素有關(guān)。同時(shí)，在變壓器空載合閘這一瞬變過程中，電流、電 壓的波形也會(huì)發(fā)生畸變，產(chǎn)生諧波，在一定的條件下，還可能會(huì)引起電力系統(tǒng)諧振，產(chǎn)生過 電壓。傳統(tǒng)的中小功率變壓器啟動(dòng)電路中，選用電流整定值大的空氣開關(guān)或者使用對(duì)涌流不 敏感的空氣開關(guān)，因此在電路發(fā)生短路等故障時(shí)空氣開關(guān)不跳閘，且合閘時(shí)產(chǎn)生諧波對(duì)其它 機(jī)電裝置存在不利影響。由于變壓器在電壓波形的波峰和波谷處合閘時(shí)涌流接近變壓器額定 電流，因此合閘的成功率呈現(xiàn)隨機(jī)性，當(dāng)空氣開關(guān)的整定電流值為2倍的變壓器額定電流值 時(shí)，合閘的成功率為10%。傳統(tǒng)的中小功率變壓器合閘存在合閘成功率低或電路的安全性低 的特點(diǎn)。與傳統(tǒng)的'l'小功率變壓器啟動(dòng)電路相比，本裝置可以將涌流降低到最小程度，可以 實(shí)現(xiàn)主令開關(guān)控制交流接觸器啟動(dòng)即實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制或計(jì)算機(jī)控制，具有電阻發(fā)熱保護(hù)電路的 保護(hù)功能，提高了安全性。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問題是，克服背景技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單合理，能 夠有效降低變壓器空載合閘涌流即通過大功率小阻值電阻電路的電阻來降低涌流，同時(shí)大功 率小阻值電阻作用時(shí)，電阻會(huì)發(fā)熱，發(fā)熱時(shí)間為2秒鐘，為了降低電阻發(fā)熱帶來的不安全因 素，在電阻附近加裝帶有手動(dòng)復(fù)位的溫度傳感器溫度探測裝置，三個(gè)電阻分別安裝有溫度傳 感器溫度探測裝置來控制電阻發(fā)熱保護(hù)電路中的交流接觸器。
計(jì)算機(jī)或者遠(yuǎn)程啟動(dòng)裝置的三相電源輸出接屯阻發(fā)熱保護(hù)電路的輸入，電阻發(fā)熱保護(hù)電 路輸出接大功率小阻值電阻電路輸入，大功率小阻值電阻電路輸出接變壓器的輸入。
本實(shí)汁j新型的大功率小阻值電阻電路的主要兀件為大功率小阻值的電阻，汁」電阻來改變涌流的曲線的時(shí)間常數(shù)和作用時(shí)間，從而大大降低涌流對(duì)電流保護(hù)裝置的影響。電路的主要 原理是用電阻降低涌流，避免變壓器空載合閘時(shí)引起電力系統(tǒng)諧振。
本實(shí)用新型的大功率小阻值電阻電路的具體技術(shù)方案是，在變壓器的星形或三角形初級(jí) 繞組中，各串聯(lián)一只無感電阻，無感電阻的兩端接一對(duì)交流接觸器的常開觸點(diǎn)，交流接觸器 的線圈由時(shí)間繼電器延時(shí)控制，考慮到涌流0. 5—1. 5秒的作用時(shí)間，延長時(shí)間設(shè)定應(yīng)大于2 秒鐘。當(dāng)大功率小阻值電阻電路輸入三相工頻電壓時(shí)，變壓器的三相繞組中有電流流過，由 于繞組中串接有一定阻值的電阻，所以，涌流接近變壓器額定電流，大功率小阻值電阻電路 通電的同時(shí)，時(shí)間繼電器開始計(jì)吋，2秒鐘后，交流接觸器的常開觸點(diǎn)變?yōu)槌ｉ]，觸點(diǎn)將電 阻短接，此時(shí)變壓器的輸入電壓既是電阻發(fā)熱保護(hù)電路的輸入電壓。電阻值應(yīng)通過如下方法 確定，使用可變電阻器作試驗(yàn)，電阻器的最小值為2歐姆，最大值為變壓器空載時(shí)的初級(jí)繞 組阻抗值的0.2倍，以l歐姆為l個(gè)梯級(jí)，每增加l歐姆試驗(yàn)l次，分別記錄各個(gè)阻值下的 串聯(lián)電阻時(shí)的啟動(dòng)功能和電阻短路時(shí)的穩(wěn)定性，試驗(yàn)時(shí)電阻發(fā)熱保護(hù)電路的電源輸入端安裝 整定值為2倍變壓器額定電流的空氣開關(guān)，啟動(dòng)時(shí)和電阻短路時(shí)空氣開關(guān)不跳閘為成功，反 之為失敗。如串聯(lián)電阻啟動(dòng)吋啟動(dòng)成功的阻值是10、 11、 12、 13、 14、 15、 16等，電阻短路 時(shí)是l、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12，取重合的三個(gè)數(shù)10、 11、 12的算術(shù)平均值 11歐姆作為串聯(lián)電阻的阻值，電阻功率由如下方法確定，功率，式中為電阻功率，為安 全系數(shù)，此處，為負(fù)載額定電流，為前述的方法確定的電阻算術(shù)平均值。
電阻發(fā)熱保護(hù)電路的具體技術(shù)方案是，有一個(gè)交流接觸器控制三相交流電的輸出即大功 率小阻值電阻電路的輸入，交流接觸器的線圈與3個(gè)溫度傳感器的輸出觸點(diǎn)串聯(lián)，溫度傳感 器的輸出觸點(diǎn)為常閉，然后將線圈回路接在電阻發(fā)熱保護(hù)電路的輸入相線與地線之間，溫度 傳感器的3個(gè)溫度探測裝置分別安裝在大功率小阻值電阻電路的3個(gè)電阻附近，溫度傳感器 的溫度設(shè)定值由實(shí)驗(yàn)確定，溫度值應(yīng)調(diào)整到實(shí)現(xiàn)大功率小阻值電阻電路的啟動(dòng)功能，同時(shí)電 阻發(fā)熱不應(yīng)對(duì)周圍部件產(chǎn)生不良影響。
本實(shí)用新型的有益效果是，在不增大電流保護(hù)裝置空氣開關(guān)整定電流或者不使用對(duì)涌流 不敏感的空氣開關(guān)的情況下，可以使用計(jì)算機(jī)或者遠(yuǎn)程控制裝置啟動(dòng)中小功率工頻三相變壓 器，避免變壓器空載或負(fù)載合閘時(shí)造成空氣開關(guān)跳閘，減小電流、電壓的波形畸變，避免變 壓器空載或負(fù)載合閘時(shí)涌流弓I起的電力系統(tǒng)諧振。
圖1是中小功率工頻三相變壓器啟動(dòng)裝置的工作原理圖及在應(yīng)用中的工作原理。計(jì)算機(jī) 或者遠(yuǎn)程控制裝置的電源輸出經(jīng)過電流保護(hù)裝置空氣開關(guān)后進(jìn)入中小功率工頻三相變壓器啟 動(dòng)裝置，輸出接變壓器。中小功率工頻三相變壓器啟動(dòng)裝置主要由兩部分組成，用于降低變 壓器空載合閘涌流的大功率小阻值電阻電路，用于探測大功率小阻值電阻電路的電阻溫升并 在:必要吋切斷大功率小阻值電阻電路輸入三相交流電的電阻發(fā)熱保護(hù)電路。圖2是中小功率工頻二相變壓器啟動(dòng)裝置的接線圖。
圖3是中小功率工頻三相變j玉器啟動(dòng)裝置的電阻發(fā)熱保護(hù)電路。圖3中的(10)、 (11)、 (12)是交流接觸器的3個(gè)常開觸點(diǎn)，(13)是交流接觸器的線圈繞組。圖3中的(5)、 (6)、 (14)是3個(gè)溫度控制器，(7)、 (8)、 (9)是3個(gè)溫度控制器的輸出常閉觸點(diǎn)，溫度控制器 的3個(gè)溫度探測裝置為圖4中的(19)、 (20)、 (21)。
圖4是中小功率工頻:二.相變壓器啟動(dòng)裝置的大功率小阻值電阻電路。圖4中的(25)是 交流接觸器的線圈繞組，(16)、 (17)、 (26)是交流接觸器的3個(gè)常開觸點(diǎn)，(24)是時(shí)間繼 電器，(23)是時(shí)間繼電器的常開觸點(diǎn)，(15)、 (18)、 (22)是3個(gè)大功率小阻值電阻。
具體實(shí)施方式
圖1中計(jì)算機(jī)或遠(yuǎn)程控制裝置的三相輸出接電流保護(hù)裝置空氣開關(guān)，三相電流進(jìn)入中小 功率工頻三相變壓器啟動(dòng)裝置的電阻發(fā)熱保護(hù)電路，然后電流進(jìn)入大功率小阻值電阻電路， 當(dāng)計(jì)算機(jī)或遠(yuǎn)程控制裝置啟動(dòng)的2秒鐘時(shí)間內(nèi)，三相電流經(jīng)過3個(gè)大功率小阻值電阻進(jìn)入變 壓器，2秒鐘后大功率小阻值電阻電路的時(shí)間繼電器控制交流接觸器動(dòng)作，觸點(diǎn)分別將電阻 短接，啟動(dòng)工作完成。
圖2中供電設(shè)備的三相交流電U、 V、沐經(jīng)計(jì)算機(jī)或遠(yuǎn)程啟動(dòng)裝置(1)進(jìn)入電流保護(hù)裝置 空氣開關(guān)(2)，進(jìn)入中小功率工頻三相變壓器啟動(dòng)裝置(3)，然后進(jìn)入變壓器初級(jí)繞組(4)。 在圖3所示的電阻發(fā)熱保護(hù)電路實(shí)施例中，3個(gè)溫度控制器(5)、 (6)、 (14)，溫度控制 器的3個(gè)溫度探測裝置在圖4中的(19)、 (20)、 (21)，溫度控制器的3個(gè)輸出觸點(diǎn)(7)、 (8)、
(9)與交流接觸器的線圈(13)串聯(lián)連接，三相交流電經(jīng)過交流接觸器的3個(gè)觸點(diǎn)(10)、
(11)、 (12)輸出，當(dāng)圖4中的3個(gè)電阻的溫度沒有超過設(shè)定值時(shí)，(7)、 (8)、 (9)觸點(diǎn)閉 合，線圈U3)得電，交流接觸器的3個(gè)觸點(diǎn)(10)、 (11)、 (12)閉合，電阻發(fā)熱保護(hù)電路 向大功率小阻值電阻電路輸出三相交流電，變壓器得電工作。當(dāng)圖4屮的3個(gè)電阻'l'有1個(gè) 屯阻的溫度超過設(shè)定值吋，(7)、 (8)、 (9)觸點(diǎn)斷開，線圈(13)失電，交流接觸器的3個(gè) 觸點(diǎn)(10)、 (11)、 (12)斷開，電阻發(fā)熱保護(hù)電路向大功率小阻值電阻電路輸出三相交流電 被切斷，變壓器停止丄作。
在圖4所示的大功率小阻值電阻電路實(shí)施例中，3個(gè)大功率小阻值電阻(15)、 (18)、 (22) 串聯(lián)在電路的輸入與輸出端之間，交流接觸器的3個(gè)觸點(diǎn)(16)、 (17)、 (26)分別與3個(gè)電 阻(15)、 (18)、 (22)并聯(lián)，時(shí)間繼電器(24)接在輸入U(xiǎn)相與N相之間，當(dāng)計(jì)算機(jī)或遠(yuǎn)程 控制裝置啟動(dòng)向大功率小阻值電阻電路輸入三相交流電時(shí)，時(shí)間繼電器(24)通電開始計(jì)時(shí)， 在2秒鐘之內(nèi)，三相交流電流經(jīng)電阻，時(shí)間繼電器到2秒時(shí)，時(shí)間繼電器(24)的輸出觸點(diǎn)
(23)閉合，交流接觸器的線圈(25)得屯，交流接觸器的3個(gè)觸點(diǎn)(16)、 (17)、 (26)將 3個(gè)大功率小阻值電阻(15)、 (18)、 (22)短接，此時(shí)三相交流電經(jīng)過3個(gè)觸點(diǎn)(16)、 (17)、
(26)直接進(jìn)入變壓器的初級(jí)繞組圖2 '|'的(4)，實(shí)現(xiàn)'l'小功率工頻三相變壓器啟動(dòng)裝置的啟動(dòng)功能。當(dāng)變壓器正常工作過程中，大功率小阻值電阻電路的交流接觸器的觸點(diǎn)(16)、 (17)、 (26)燒毀導(dǎo)致大功率小阻值電阻長時(shí)間工作或者時(shí)間繼電器(24)功能失效導(dǎo)致交 流接觸器的線圈(25)無法得電，此時(shí)大功率小阻值電阻將長時(shí)間工作并發(fā)出熱量，威脅機(jī) 電設(shè)備的安全，溫度控制器的3個(gè)溫度探測裝置(19)、 (20)、 (21)將溫度報(bào)警信號(hào)傳給圖 3中的溫度控制器(5)、 (6)、 (14)，溫度控制器控制電阻發(fā)熱保護(hù)電路的交流接觸器的觸點(diǎn) 斷開，從而切斷電阻發(fā)熱保護(hù)電路的三相交流電輸出，確保機(jī)電設(shè)備安全。
權(quán)利要求1、一種用于中小功率工頻三相變壓器啟動(dòng)的保護(hù)裝置，包括電阻發(fā)熱保護(hù)電路和大功率小阻值電阻電路兩部分，電阻發(fā)熱保護(hù)電路置于啟動(dòng)保護(hù)裝置的前端，大功率小阻值電阻電路置于啟動(dòng)保護(hù)裝置的后端，其特征在于，該啟動(dòng)保護(hù)裝置的大功率小阻值電阻電路用于降低變壓器空載或負(fù)載合閘時(shí)涌流對(duì)供電設(shè)備電流保護(hù)裝置空氣開關(guān)的影響，避免空氣開關(guān)等電流保護(hù)裝置跳閘，電阻發(fā)熱保護(hù)電路用于降低大功率小阻值電阻發(fā)熱時(shí)對(duì)其它機(jī)電元件的影響，電阻發(fā)熱保護(hù)電路用于避免因時(shí)間繼電器和交流接觸器故障造成變壓器繞組串聯(lián)的大功率小阻值電阻的長時(shí)間通電發(fā)熱而燒毀相關(guān)機(jī)電設(shè)備。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電阻發(fā)熱保護(hù)電路，其特征在于由交流接觸器、帶有手動(dòng)復(fù)位功能的溫度控制器構(gòu)成，3個(gè)大功率小阻值電阻均安裝溫度控制器溫度感應(yīng)探頭，3個(gè)溫度傳感 器輸出的常閉觸點(diǎn)和交流接觸器的線圈均串聯(lián)連接，當(dāng)大功率小阻值電阻電路的交流接觸器 或時(shí)間繼電器等元件出現(xiàn)故障時(shí)，只要有1個(gè)電阻發(fā)熱溫度超過設(shè)定值，交流接觸器將跳閘 而切斷電阻發(fā)熱保護(hù)電路的三相交流電輸出，此時(shí)3個(gè)大功率小阻值電阻中沒有電流流過， 電阻停止發(fā)熱> 需要手動(dòng)啟動(dòng)溫度控制器，電阻發(fā)熱保護(hù)電路才能夠繼續(xù)輸出三相交流電給 大功率小阻值電阻電路，從而給變壓器送電。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率小阻值電阻，其特征在于電阻的功能是改變變壓器空載合閘涌流曲線的時(shí)間常數(shù)，降低涌流峰值，從而避免供電設(shè)備的空氣開關(guān)跳閘，避免電力系統(tǒng) 諧振產(chǎn)生，電阻值應(yīng)通過如下方法確定，使用可變電阻器作試驗(yàn)，電阻的最小值為1歐姆，最大值為變壓器空載時(shí)的初級(jí)繞組阻抗值的0. 4倍，以1歐姆為1個(gè)梯級(jí)，每增加1歐姆試 驗(yàn)l次，分別記錄各個(gè)阻值下的串聯(lián)電阻時(shí)的啟動(dòng)功能和電阻短路時(shí)的穩(wěn)定性，試驗(yàn)時(shí)電阻 發(fā)熱保護(hù)電路的電源輸入端安裝整定值為2倍變壓器額定電流的空氣開關(guān)，啟動(dòng)時(shí)和電阻短 接時(shí)空氣開關(guān)不跳閘為成功，反之為失敗。如串聯(lián)電阻啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)成功的阻值是10、 il、 12、 13、 14、 15、 16等，電阻短路吋是1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12，取重合的三 個(gè)數(shù)IO、 11、 12的算術(shù)平均值11歐姆作為串聯(lián)電阻的阻值，電阻功率由如下方法確定，功 率尸=^727 ，式中尸為電阻功率，夂為安全系數(shù)，此處《=2 ， /為負(fù)載額定電流，/ 為前述的方法確定的電阻算術(shù)平均值。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的大功率小阻值電阻電路，其特征在于由大功率小阻值的電阻、交 流接觸器、時(shí)間繼電器構(gòu)成，在三相輸入和輸出電路中間串聯(lián)大功率小阻值電阻，使用交流 接觸器的三個(gè)常開觸點(diǎn)分別與三個(gè)電阻并聯(lián)，時(shí)間繼電器的通電延時(shí)時(shí)間設(shè)定為大于涌流作 用時(shí)間，在涌流作用時(shí)間內(nèi)變壓器繞組中串聯(lián)大功率小阻值電阻，當(dāng)涌流作用結(jié)束后，時(shí)間 繼電器控制交流接觸器的觸點(diǎn)動(dòng)作，將電阻短接，此時(shí)變壓器的輸入電壓為市電額定電壓。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種中小功率工頻變壓器的啟動(dòng)裝置，它的大功率小阻值電阻電路可以將變壓器空載合閘產(chǎn)生的涌流值降低，大功率小阻值電阻通電時(shí)，電阻會(huì)發(fā)熱，為了降低電阻發(fā)熱帶來的不安全因素，在電阻附近安裝帶有手動(dòng)復(fù)位功能的溫度傳感器，溫度傳感器來控制電阻發(fā)熱保護(hù)電路中的交流接觸器。本實(shí)用新型的有益效果是，在不增大電流保護(hù)裝置空氣開關(guān)整定電流或者不使用對(duì)涌流不敏感的空氣開關(guān)的情況下，可以使用計(jì)算機(jī)或者遠(yuǎn)程控制裝置啟動(dòng)中小功率工頻三相變壓器，避免變壓器空載或負(fù)載合閘時(shí)造成空氣開關(guān)跳閘，減小電流、電壓的波形畸變，避免變壓器合閘時(shí)涌流引起的電力系統(tǒng)諧振。這種裝置使用方便，應(yīng)用范圍廣。
文檔編號(hào)H02H7/04GK201243195SQ200820127720
公開日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2008年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者孫艷飛, 秦本科, 譚鐵仁 申請(qǐng)人:譚鐵仁