CN103560488B - 一种变压器输入侧多电压自动切换装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种变压器输入侧多电压自动切换装置，包括多个电压监测继电器，用于监测相与相之间的电压并能够监测电压值的上限和下限；多个接触器，所述多个接触器分别连接于变压器一次侧的相应的主线路中；多个电压档位，第一电压档位对应于第一接触器，第i电压档位对应于第i接触器；第一电压档位对应于第一电压监测继电器，第j电压档位对应于第j电压监测继电器；其中，N为不小于2的整数，i＝2，3，4，…，N；j＝2，3，4，…，N。本发明的多电压自动切换装置解决了目前近海集装箱模块需要适应不同采油平台或采油船上广泛的供电电压范围、手动操作引发的安全隐患，以及操作不方便等问题。

Description

一种变压器输入侧多电压自动切换装置

技术领域

本发明涉及电压自动切换装置，具体涉及一种690V以下三相多电压自动切换装置。

背景技术

采油平台或采油船上主电源多来自发电机组，不同国家的平台或采油船发电机组会有不同的电源输出，目前来看，常用的几种电源电压为380V、415V、440V、480V，另外600V、660V及690V的电源电压也有出现。近海集装箱服务模块在平台或采油船上作为办公室、实验室或是工作间甚至是员工宿舍来使用时，内部电器多使用额定的工频电压，如三相380V、400V以及415V，单相220V、230V或240V。所以，当平台或采油船配电室与集装箱服务模块电源不匹配时，必须先经过变压器将供电电压变为集装箱内的电器能够接受的电压。

目前普遍的方案是，集装箱服务模块供应商将变压器集成在模块内部，使其一次侧具备多种电压输入规格，以匹配不同的平台或采油船供电系统。变压器一次侧配置手动选择开关，根据集装箱服务模块所在平台或采油船供电电压规格，人工操作选择开关使变压器一次侧电压选项与平台供电电压相符。

此种方式的弊端在于，必须由平台上具备资质的专业电工或电气工程师去操作，而实际上集装箱服务模块正常使用时，箱内的操作人员很难符合此条件，非专业电气人员意识不到电压选择错误对后续设备的影响，从而造成后续用电设备的损坏，尤其是一些集装箱服务模块例如正压仓需要相对更复杂的操作时，则问题出现的几率更大。根据目前的经验来看，每年都会有一些服务模块因为此问题而造成设备损坏，不得不从平台或采油船退出进行维修甚至对内部进行重建。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种690V以下三相多电压自动切换装置，该自动切换装置能够保持变压器对不同平台电压的适用性，使变压器一次侧电压选项能够自动匹配平台供电规格，因而可以彻底消除人为操作带来的隐患。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种变压器输入侧多电压自动切换装置，包括：

多个电压监测继电器，用于监测相与相之间的电压并能够监测电压值的上限和下限；

多个接触器，所述多个接触器分别连接于变压器一次侧的相应的主线路中；

多个电压档位，第一电压档位对应于第一接触器，第i电压档位对应于第i接触器；第一电压档位对应于第一电压监测继电器，第j电压档位对应于第j电压监测继电器；

其中，N为不小于2的整数，i＝2，3，4，…，N；j＝2，3，4，…，N。

进一步地，每个电压监测继电器包括电压监测继电器上限触点和电压监测继电器下限触点。

进一步地，所述多个接触器受控制线路驱动，所述接触器的线圈驱动电压由上端控制箱提供。

进一步地，所述多个电压档位包括400V、440V、480V、600V和690V五个电压档位。

本发明的多电压自动切换装置，包括电压监测继电器、接触器，并根据各采油平台或采油船上常用的电压规格，将380V至690V电压细分为数个小的范围，使用电压监测继电器对各个小的电压范围进行检测并输出反馈信号至控制线路，控制线路根据接收的信号判断当前的供电电压，并通过控制接触器的通断来选择相应的供电线路，实现向后续负载装置自动供电。本发明的多电压自动切换装置可应用于690V以下变压器一次侧多电压自动选择切换或多电压用电设备自动切换供电，解决了目前近海集装箱模块需要适应不同采油平台或采油船上广泛的供电电压范围、手动操作引发的安全隐患，以及操作不方便等问题。

附图说明

图1是本发明的变压器输入侧多电压自动切换装置的控制线路原理图；

图2是本发明的变压器输入侧多电压自动切换装置的另一控制线路原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例及附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

电压档位的定义：目前平台或采油船常用的几种电源电压为380V、415V、440V、480V，另外600V、660V及690V也有出现，一般为三相无零线系统。变压器输出为400V三相加零线。从变压比判断，一次侧380V和415V可合并为一档，涵盖380-415V范围的电压(380V、400V和415V)，将其作为400V电压档位；同理660V和690V可以合并为一档，以690V的变压比为准。所以电压档位分为：第一电压档位400V、第二电压档位440V、第三电压档位480V、第四电压档位600V和第五电压档位690V五个电压档位。

如图1所示，本发明的技术方案为一套690V以下变压器输入侧多电压自动切换装置，包括第一电压监测继电器KU1、第二电压监测继电器KU2、第三电压监测继电器KU3、第四电压监测继电器KU4和第五电压监测继电器KU5，其中第一电压档位400V、第二电压档位440V、第三电压档位480V、第四电压档位600V和第五电压档位690V分别对应于第一电压监测继电器KU1、第二电压监测继电器KU2、第三电压监测继电器KU3、第四电压监测继电器KU4和第五电压监测继电器KU5。

此外，还包括第一接触器K1、第二接触器K2、第三接触器K3、第四接触器K4和第五接触器K5，每个接触器连接于变压器一次侧的相应的主线路中，其中第一电压档位400V、第二电压档位440V、第三电压档位480V、第四电压档位600V和第五电压档位690V分别对应于第一接触器K1、第二接触器K2、第三接触器K3、第四接触器K4和第五接触器K5，每个电压档位对应一个接触器，受控制线路驱动，接触器的线圈驱动电压由上端控制箱提供。

各电压档位上限和下限的定义：供电电压在某一时段内较额定值会有偏差，为了使此偏差不会导致变压器输出电压过高或过低，以便保护后续负载，并配合电压监测继电器的使用，将各电压档位的上限和下限定义如下：

第一电压档位400V：第一电压档位的上限是419V，第一电压档位的下限是370V，在370V-419V范围内，第一电压监测继电器KU1可判定电压为400V档；

第二电压档位440V：第二电压档位的上限是459V，第二电压档位的下限是420V，在420V-459V范围内，第二电压监测继电器KU2可判定电压为440V档；

第三电压档位480V：第三电压档位的上限是500V，第三电压档位的下限是460V，在460V-500V范围内，第三电压监测继电器KU3可判定电压为480V档；

第四电压档位600V：第四电压档位的上限是620V，第四电压档位的下限是570V，在570V-620V范围内，第四电压监测继电器KU4可判定电压为600V档；

第五电压档位690V：第五电压档位的上限是720V，第五电压档位的下限是650V，在650V-720V范围内，第五电压监测继电器KU5可判定电压为690V档。本领域技术人员应当理解的是该第五电压档位的上限可以根据电压监测继电器说明书内容进行设定，对于不同品牌的电压监测继电器该第五电压档位的上限或有所不同。

三相电压监测继电器的使用：三相电压监测继电器最高额定为690V，主要用于监测相与相之间的电压，并可设置监测电压值的上限和下限，每个电压监测继电器包括一组电压监测继电器上限触点和电压监测继电器下限触点，该上下限触点为常开常闭触点(SPDT)，当被监测电压低于下限或高于上限时，常开常闭触点转换，使控制线路作出相应动作。三相电压监测继电器的作用是判定所监测电压处于哪一个档位，每种电压档位对应一个电压监测继电器。

本发明的变压器输入侧多电压自动切换装置可做成单独的控制箱，也可将相关配置原件集成于其他控制系统或是安装于变压器单元内，如图2所示，其具体运行原理如下：

1.从初始状态开始，平台或采油船供电至集装箱服务模块，此时线路中各接触器都处于断开状态，变压器一次侧不得电。电压监测继电器检测到电压并判断该电压处于哪个电压档位，并反馈信号至控制电路，由控制电路驱动相应电压档位线路中接触器闭合，变压器得电并工作于正确的输入输出状态。

2.变压器处于正常工作状态时，若一次侧电压升高或降低至其他电压档位，电压监测继电器和控制线路会即时反应，驱动相应线路接触器使一次侧电压切换至相符的电压档位，并持续工作。

3.接触器K1、K2、K3、K4和K5分别对应于电压档位400V、440V、480V、600V和690V，当主线路电压处于某一电压监测继电器KUx(其中x为1-4的整数，下同)的电压档位的上下限之间时，其上下限接触点都不动作(断开的保持断开，闭合的仍为闭合)，该电压监测继电器判断该电压为其对应的电压档位，则高一级电压档位对应的电压监测继电器KUx+1的电压档位的下限触点必然发生转换(断开变为闭合，闭合转为断开)，通过相邻两个电压监测继电器KUx和KUx+1共同来确保正确的电压档位被选定，然后去驱动该电压档位对应的接触器Kx。同时，高一级电压档位所对应接触器Kx+1的辅助常开触点串接在接触器Kx的控制线路中，以避免相邻两个电压档位发生同时通电而造成设备损坏。690V处于最高电压档位(KU5，K5)，通过电压监测继电器KU4的上限常开触点串接在接触器K5的控制线路中避免K4和K5同时得电。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种变压器输入侧多电压自动切换装置，其特征在于，包括：

多个电压监测继电器，用于监测变压器输入侧相与相之间的电压并能够监测电压值的上限和下限；

多个接触器，所述多个接触器分别连接于变压器一次侧的相应的主线路中；

多个电压档位，第一电压档位对应于第一接触器，第i电压档位对应于第i接触器；第一电压档位对应于第一电压监测继电器，第j电压档位对应于第j电压监测继电器；

其中，N为不小于2的整数，i＝2，3，4，…，N；j＝2，3，4，…，N。

2.根据权利要求1所述的变压器输入侧多电压自动切换装置，其特征在于，每个电压监测继电器包括电压监测继电器上限触点和电压监测继电器下限触点。

3.根据权利要求1所述的变压器输入侧多电压自动切换装置，其特征在于，所述多个接触器受控制线路驱动，所述接触器的线圈驱动电压由上端控制箱提供。

4.根据权利要求1所述的变压器输入侧多电压自动切换装置，其特征在于，所述多个电压档位包括400V、440V、480V、600V和690V五个电压档位。