本發(fā)明涉及變壓器保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，是一種變壓器短路保護(hù)方法。
背景技術(shù)：
變壓器（Transformer）是利用電磁感應(yīng)的原理來改變交流電壓的裝置，主要構(gòu)件是初級線圈、次級線圈和鐵芯（磁芯）。主要功能有：電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩(wěn)壓（磁飽和變壓器）等。按用途可以分為：電力變壓器和特殊變壓器（電爐變、整流變、工頻試驗(yàn)變壓器、調(diào)壓器、礦用變、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、沖擊變壓器、儀用變壓器、電子變壓器、電抗器、互感器等）。
變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其余的繞組叫次級線圈。它可以變換交流電壓、電流和阻抗。最簡單的鐵心變壓器由一個(gè)軟磁材料做成的鐵心及套在鐵心上的兩個(gè)匝數(shù)不等的線圈構(gòu)成。
鐵心的作用是加強(qiáng)兩個(gè)線圈間的磁耦合。為了減少鐵內(nèi)渦流和磁滯損耗，鐵心由涂漆的硅鋼片疊壓而成；兩個(gè)線圈之間沒有電的聯(lián)系，線圈由絕緣銅線（或鋁線）繞成。一個(gè)線圈接交流電源稱為初級線圈（或原線圈），另一個(gè)線圈接用電器稱為次級線圈（或副線圈）。實(shí)際的變壓器是很復(fù)雜的，不可避免地存在銅損（線圈電阻發(fā)熱）、鐵損（鐵心發(fā)熱）和漏磁（經(jīng)空氣閉合的磁感應(yīng)線）等。理想變壓器成立的條件是：忽略漏磁通，忽略原、副線圈的電阻，忽略鐵心的損耗，忽略空載電流（副線圈開路原線圈線圈中的電流）。例如電力變壓器在滿載運(yùn)行時(shí)（副線圈輸出額定功率）即接近理想變壓器情況。
變壓器是利用電磁感應(yīng)原理制成的靜止用電器。當(dāng)變壓器的原線圈接在交流電源上時(shí)，鐵心中便產(chǎn)生交變磁通，交變磁通用φ表示。原、副線圈中的φ是相同的，φ也是簡諧函數(shù)，φ=φmsinωt。由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，原、副線圈中的感應(yīng)電動勢為e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。式中N1、N2為原、副線圈的匝數(shù)。由圖可知U1=-e1，U2=e2（原線圈物理量用下角標(biāo)1表示，副線圈物理量用下角標(biāo)2表示），其復(fù)有效值為U1=-E1=jN1ωΦ、U2=E2=-jN2ωΦ，令k=N1/N2，稱變壓器的變比。由上式可得U1/ U2=-N1/N2=-k，即變壓器原、副線圈電壓有效值之比，等于其匝數(shù)比而且原、副線圈電壓的位相差為π。
進(jìn)而得出：U1/U2=N1/N2。
在空載電流可以忽略的情況下，有I1/ I2=-N2/N1，即原、副線圈電流有效值大小與其匝數(shù)成反比，且相位差π。
進(jìn)而可得：I1/ I2=N2/N1。
理想變壓器原、副線圈的功率相等P1=P2。說明理想變壓器本身無功率損耗。實(shí)際變壓器總存在損耗，其效率為η=P2/P1。電力變壓器的效率很高，可達(dá)90%以上。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種變壓器短路保護(hù)方法，在負(fù)載出現(xiàn)過載或短路的情況下，能夠利用保險(xiǎn)管熔斷技術(shù)對負(fù)載進(jìn)行斷電，從而使得變壓器被保護(hù)，或利用熱敏電阻技術(shù)，使得變壓器的初級供電被截?cái)?，從而起到變壓器被保護(hù)的目的。
本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種變壓器短路保護(hù)方法，采用基于保險(xiǎn)管保護(hù)的變壓器保護(hù)電路進(jìn)行變壓器保護(hù)，包括以下步驟：
1）220V交流電源經(jīng)隔離器電路為變壓器T的初級供電；
2）變壓器T的次級得到6~24V交流電壓并經(jīng)變壓器次級電路供給輸出端，輸出端為與輸出端相連接的負(fù)載供電；
3）當(dāng)待供電電路出現(xiàn)短路或過載情況時(shí)，變壓器次級端電流增大，增大至保險(xiǎn)管FU的極限值時(shí)，保險(xiǎn)管FU被熔斷，負(fù)載供電被斷開；
4）當(dāng)待供電電路出現(xiàn)短路或過載情況時(shí)，變壓器次級端電流的增大不足以使保險(xiǎn)管FU熔斷時(shí)，變壓器次級電路將使隔離器電路內(nèi)的隔離器關(guān)斷，負(fù)載增大的電流將通過隔離器電路內(nèi)的熱敏電阻R1，使熱敏電阻R1升溫加速，而后熱敏電阻R1阻值增大，使得變壓器T的初級供電被斷開；
所述基于保險(xiǎn)管保護(hù)的變壓器保護(hù)電路內(nèi)設(shè)置有輸入端、隔離器電路、變壓器T、變壓器次級電路、保險(xiǎn)管FU及輸出端，所述輸入端連接隔離器電路，所述隔離器電路連接變壓器T，所述變壓器T連接變壓器次級電路，所述變壓器次級電路連接輸出端，所述變壓器T的次級端的一端還通過保險(xiǎn)管FU與輸出端相連接。
進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設(shè)置方式：在所述隔離器電路內(nèi)設(shè)置有隔離器U1及熱敏電阻器R1，所述隔離器U1的MT2腳與輸入端的一端相連接，且隔離器U1的MT1腳與變壓器T的初級端的一端相連接；所述隔離器U1的A腳和C腳皆與變壓器次級電路相連接；所述熱敏電阻R1分別與隔離器U1的MT2腳和MT1腳相連接。
進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設(shè)置方式：所述變壓器次級電路內(nèi)設(shè)置有二極管D1、電容C1、二極管D2、電容C2、電阻R2、電阻R3、集成芯片U2、電位器W1，所述二極管D1的陽極與同保險(xiǎn)管FU相連接的變壓器T的次級端的一端相連接，二極管D1的負(fù)極端分別與電容C1的第一端和集成芯片U2的4腳相連接；電容C1的第二端與二極管D2的正極端、電阻R3的第一端及變壓器T的次級端的非保險(xiǎn)管FU連接端相連接；二極管D2的負(fù)極端分別與電容C2的第一端、電阻R2的第一端和集成芯片U2的2腳相連接，電阻R3的第二端分別與電容C2的第二端、電阻R2的第二端、集成芯片U2的3腳和1腳相連接，且電阻R3的第二端還連接在輸出端的非保險(xiǎn)管FU連接端上；所述集成芯片U2的4腳與隔離器U1的A腳相連接，隔離器U1的C腳與電位器W1的第一固定端相連接，電位器W1的第二固定端與集成芯片U2的6腳相連接。
進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設(shè)置方式：所述輸入端與~220V電源相連接。
進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設(shè)置方式：所述輸出端輸出電壓為6~24V交流電源。
進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設(shè)置方式：所述隔離器U1采用芯片型號為BRT22的二極管晶體管IC芯片。
進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設(shè)置方式：所述集成芯片U2采用芯片型號為TCA105的閥值開關(guān)芯片。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：
本發(fā)明在負(fù)載出現(xiàn)過載或短路的情況下，能夠利用保險(xiǎn)管熔斷技術(shù)對負(fù)載進(jìn)行斷電，從而使得變壓器被保護(hù)，或利用熱敏電阻技術(shù)，使得變壓器的初級供電被截?cái)?，從而起到變壓器被保護(hù)的目的。
本發(fā)明用于進(jìn)行變壓器的短路保護(hù)，進(jìn)一步的在輸出端上連接一個(gè)保險(xiǎn)管FU用于進(jìn)行輸出保護(hù)，有效避免出現(xiàn)短路使變壓器損壞的情況發(fā)生，同時(shí)亦對輸出端嗦連接的后級電路進(jìn)行供電保護(hù)。
本發(fā)明能夠利用熱敏電阻對變壓器做過載或短路保護(hù)。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例1：
一種變壓器短路保護(hù)方法，在負(fù)載出現(xiàn)過載或短路的情況下，能夠利用保險(xiǎn)管熔斷技術(shù)對負(fù)載進(jìn)行斷電，從而使得變壓器被保護(hù)，或利用熱敏電阻技術(shù)，使得變壓器的初級供電被截?cái)啵瑥亩鸬阶儔浩鞅槐Ｗo(hù)的目的；用于進(jìn)行變壓器的短路保護(hù)，進(jìn)一步的在輸出端上連接一個(gè)保險(xiǎn)管FU用于進(jìn)行輸出保護(hù)，有效避免出現(xiàn)短路使變壓器損壞的情況發(fā)生，同時(shí)亦對輸出端嗦連接的后級電路進(jìn)行供電保護(hù)，如圖1所示，特別設(shè)置成下述結(jié)構(gòu)：采用基于保險(xiǎn)管保護(hù)的變壓器保護(hù)電路進(jìn)行變壓器保護(hù)，包括以下步驟：
1）220V交流電源經(jīng)隔離器電路為變壓器T的初級供電；
2）變壓器T的次級得到6~24V交流電壓并經(jīng)變壓器次級電路供給輸出端，輸出端為與輸出端相連接的負(fù)載供電；
3）當(dāng)待供電電路出現(xiàn)短路或過載情況時(shí)，變壓器次級端電流增大，增大至保險(xiǎn)管FU的極限值時(shí)，保險(xiǎn)管FU被熔斷，負(fù)載供電被斷開；
4）當(dāng)待供電電路出現(xiàn)短路或過載情況時(shí)，變壓器次級端電流的增大不足以使保險(xiǎn)管FU熔斷時(shí)，變壓器次級電路將使隔離器電路內(nèi)的隔離器關(guān)斷，負(fù)載增大的電流將通過隔離器電路內(nèi)的熱敏電阻R1，使熱敏電阻R1升溫加速，而后熱敏電阻R1阻值增大，使得變壓器T的初級供電被斷開；
所述基于保險(xiǎn)管保護(hù)的變壓器保護(hù)電路內(nèi)設(shè)置有輸入端、隔離器電路、變壓器T、變壓器次級電路、保險(xiǎn)管FU及輸出端，所述輸入端連接隔離器電路，所述隔離器電路連接變壓器T，所述變壓器T連接變壓器次級電路，所述變壓器次級電路連接輸出端，所述變壓器T的次級端的一端還通過保險(xiǎn)管FU與輸出端相連接。
實(shí)施例2：
本實(shí)施例是在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，如圖1所示，特別采用下述設(shè)置方式：在所述隔離器電路內(nèi)設(shè)置有隔離器U1及熱敏電阻器R1，所述隔離器U1的MT2腳與輸入端的一端相連接，且隔離器U1的MT1腳與變壓器T的初級端的一端相連接；所述隔離器U1的A腳和C腳皆與變壓器次級電路相連接；所述熱敏電阻R1分別與隔離器U1的MT2腳和MT1腳相連接。
實(shí)施例3：
本實(shí)施例是在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，如圖1所示，特別采用下述設(shè)置方式：所述變壓器次級電路內(nèi)設(shè)置有二極管D1、電容C1、二極管D2、電容C2、電阻R2、電阻R3、集成芯片U2、電位器W1，所述二極管D1的陽極與同保險(xiǎn)管FU相連接的變壓器T的次級端的一端相連接，二極管D1的負(fù)極端分別與電容C1的第一端和集成芯片U2的4腳相連接；電容C1的第二端與二極管D2的正極端、電阻R3的第一端及變壓器T的次級端的非保險(xiǎn)管FU連接端相連接；二極管D2的負(fù)極端分別與電容C2的第一端、電阻R2的第一端和集成芯片U2的2腳相連接，電阻R3的第二端分別與電容C2的第二端、電阻R2的第二端、集成芯片U2的3腳和1腳相連接，且電阻R3的第二端還連接在輸出端的非保險(xiǎn)管FU連接端上；所述集成芯片U2的4腳與隔離器U1的A腳相連接，隔離器U1的C腳與電位器W1的第一固定端相連接，電位器W1的第二固定端與集成芯片U2的6腳相連接。
實(shí)施例4：
本實(shí)施例是在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，如圖1所示，特別采用下述設(shè)置方式：所述輸入端與~220V電源相連接。
實(shí)施例5：
本實(shí)施例是在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，如圖1所示，特別采用下述設(shè)置方式：所述輸出端輸出電壓為6~24V交流電源。
實(shí)施例6：
本實(shí)施例是在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，如圖1所示，特別采用下述設(shè)置方式：所述隔離器U1采用芯片型號為BRT22的二極管晶體管IC芯片。
實(shí)施例7：
本實(shí)施例是在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，如圖1所示，特別采用下述設(shè)置方式：所述集成芯片U2采用芯片型號為TCA105的閥值開關(guān)芯片。
變壓器T的初級繞組由外部的220V電源經(jīng)光耦和三端可控開關(guān)（隔離器BRT22）供電，次級電路輸出為6~24V交流電。隔離器BRT22的光耦合器二極管的控制能由變壓器T的次級電路獲得。當(dāng)變壓器T的次級電路正常時(shí)，控制電流流過二極管D1和接通了的閥值開關(guān)（TCA105），并且受到電位器W1的電阻限流。本電路接通之前，隔離器BRT22處于關(guān)斷狀態(tài)，因此在通電開始只能經(jīng)過低電阻的熱敏電阻R1給變壓器供電。當(dāng)電路接通后，即有控制電流經(jīng)過BRT22的光耦合器二極管。而在BRT22接通之前，熱敏電阻器R1將BRT22跨接，一旦BRT22借助于光電效應(yīng)接通后，熱敏電阻器R1則被BRT22短路，因此不能變熱。若變壓器T的次級電路出現(xiàn)過載或短路故障，增大了的負(fù)載電流流過串聯(lián)的1Ω電阻器（電阻R3），在其上產(chǎn)生的壓降經(jīng)二極管D2后饋送到TCA105上。假如測得的電壓超過0.8V，則TCA105的輸出受抑制，因此BRT22關(guān)斷。此時(shí)增大的電流通過熱敏電阻器，使之很快地發(fā)熱， 導(dǎo)致阻值變高，阻斷初級電路， 從而保護(hù)變壓器不會因過載或短路而被燒壞。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。