CN103840729B

CN103840729B - 无触点有载自动调压配电变压器的启动与过渡支路

Info

Publication number: CN103840729B
Application number: CN201410107456.8A
Authority: CN
Inventors: 赵玉林; 李海凤; 李丽贞; 宋伟
Original assignee: Northeast Agricultural University
Current assignee: Northeast Agricultural University
Priority date: 2014-03-21
Filing date: 2014-03-21
Publication date: 2017-03-01
Anticipated expiration: 2034-03-21
Also published as: CN103840729A

Abstract

本发明涉及一种无触点有载自动调压配电变压器的启动与过渡支路。本发明组成包括：高压绕组，高压绕组在中性点侧有额定电压U_N、95%U_N和105%U_N三个抽头，95%U_N抽头依次与熔断器、反并联晶闸管s1、变压器中性点连接，U_N抽头依次与熔断器、反并联晶闸管s2、变压器中性点连接，105%U_N抽头与熔断器、反并联晶闸管s4、变压器中性点连接；启动支路与过渡支路共用一个支路，与反并联晶闸管s2并联后接在变压器高压侧额定分接头上，其他两相绕组与此结构相同。本发明用于配电变压器。

Description

无触点有载自动调压配电变压器的启动与过渡支路

技术领域：

本发明涉及一种无触点有载自动调压配电变压器的启动与过渡支路。

背景技术：

配电电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压，变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压（电流）的设备；当一次绕组通以交流电时，就产生交变的磁通，交变的磁通通过铁芯导磁作用，就在二次绕组中感应出交流电动势；二次感应电动势的高低与一二次绕组匝数的多少有关，即电压大小与匝数成正比。当电网电压或负荷变化时，变压器的输出电压要发生变化，当变化超过允许范围时，将影响电力用户的生产和生活，为保证变压器输出电压在允许范围内，通常采用有载自动调压技术，即当输出电压超过允许值时，通过有载自动调压分接开关，改变变压器一次侧的匝数，进而改变输出电压。目前的有载调压开关是机械有触点分接开关，它靠机械传动动作，动作时有火花，对变压器油具有电腐蚀作用，且不适合频繁动作。无触点分接开关就是采用电力电子元件，比如反并联的晶闸管，固态继电器等接在变压器高压绕组的分接头上，作为分接开关，电力电子元件的导通与截止相当于机械式有触点的闭合与开断。实现变换分接头，进而实现调压的目的。无触点有载自动调压控制信号来自于接在变压器低压侧的控制电路，在变压器上电前，变压器低压侧没有电，控制电路不能工作，因而接在高压侧中性点上的无触点分接开关都处于截止状态，变压器无法起动，所以需要有专门的启动电路，即在上电时，通过该支路将变压器的中性点连接起来，使变压器工作，二次侧带电，控制电路工作，无触点分接开关进入工作状态，然后该起动支路退出。变压器在变换分接头时，为了保证电流不中断，必须先触发要导通的分接开关，然后再关闭目前导通的分接开关，但这种方法将构成变压器分接头之间的匝间短路，形成较大的短路电流（环流），为了限制环流，必须在该回路中采取限流措施，即变换过程中，先经过过渡支路，最终完成分接头的变换。

现有的蓄电池启动技术，具有启动可靠，电路简单，但变压器通电前蓄电池一直在工作，耗电量较大，变压器从出厂到安装运行，或运行期间，检修停电时间不能超过24小时。用中间继电器直接启动技术方式，要利用中间继电器的常闭触点，但中间继电器常闭触点最大电流只有5A，通流容量小，易出现触点融化焊死现象，而三相交流接触器的主触点均是动合触点，在功能上不符合要求，所以这种启动方式寿命短，工作不可靠。而本发明克服了上述缺点，具有可随时启动工作可靠的特点。现有的用无触点分接开关采用过零触发方式接入限流过渡支路的方法，对于感性负载，由于相并联的无触点分接开关在电流关断时，加载过渡开关上的电压大于过零触发的电压范围，过渡开关无法闭合，因而过渡支路无法串入，易产生变换分接头时匝间短路现象，本发明采用随机触发，保证了变换分接头过程中能将过渡支路可靠地串入调节回路中，起到限制环流的作用。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种无触点有载自动调压配电变压器的启动与过渡支路。

本发明的目的是这样实现的：

一种无触点有载自动调压配电变压器的启动与过渡支路，其组成包括：高压绕组，所述的高压绕组在中性点侧留有额定电压U_N、95%U_N和105%U_N三个抽头，所述的95%U_N抽头依次与熔断器、反并联晶闸管s1、变压器中性点连接，所述的U_N抽头依次与所述的熔断器、反并联晶闸管s2、所述的变压器中性点连接，所述的105%U_N抽头与所述的熔断器、反并联晶闸管s4、所述的变压器中性点连接；启动支路与过渡支路共用一个支路，与反并联晶闸管s2并联后接在变压器高压侧额定分接头上，其他两相绕组与此结构相同。

所述的无触点有载自动调压配电变压器的启动与过渡支路，无触点分接开关，由所述的反并联晶闸管组成，所述的启动支路与过渡支路由并接在无触点分接开关s2上的双向晶闸管s3与限流电阻RX构成的主电路,和由中间继电器动开触点KM1，产生控制电压电阻R1，三相中间继电器线圈KM，控制极保护稳压管DW构成的控制执行电路及单片机监控单元的相应控制部分K所组成。

所述的无触点有载自动调压配电变压器的启动与过渡支路，所述的无触点分接开关s1、s2、s4，其电流参数根据配电变压器的容量不同，额定电压不低于2000V；s3为接在U_N分接头上用于启动和调节分接头过渡回路开关，采用额定电流不小于20A，额定电压不低于1600V的双向晶闸管，DW为保护用稳压管，选用1W或2W 的5—10V的稳压管；R1为产生控制电压信号电阻，选阻值为2-5k，2W以上电阻，RX为限流电阻，选10—30欧，功率不小于20W电阻；KM为三相中间继电器线圈，线圈额定电压为230V,KM1为中间继电器常闭动开触点，触点容量不小于5A。

有益效果：

1.本发明将启动电路与过渡电路共用一个电路，电路简单，节省空间，造价低。

与现有的中间继电器或交流接触器直接启动方法比，本发明的继电器触点是接在启动与过渡回路的控制回路，电流小，因而不存在烧蚀触点问题，工作可靠，寿命长。

本发明与现有的用其它过零触发元件作为控制开关的过渡回路相比，本发明开关是采用随机触发，无论其两端电压多高，都能触发，将限流电阻可靠地串联到变换分接头回路中，限制环流，能实现平稳调压，工作可靠性更高。

附图说明：

附图1是本发明电路图。

附图2是本发明原理接线图。

附图3是本发明的启动过程流程图。

附图4是本发明的自动稳压过程流程图。

具体实施方式：

实施例1：

一种无触点有载自动调压配电变压器的启动与过渡支路，其组成包括：高压绕组，所述的高压绕组在中性点侧留有额定电压UN、95%UN和105%UN三个抽头，所述的95%U_N抽头依次与熔断器、反并联晶闸管s1、变压器中性点连接，所述的U_N抽头依次与所述的熔断器、反并联晶闸管s2、变压器中性点连接，所述的105%U_N抽头与所述的熔断器、反并联晶闸管s4、变压器中性点连接；启动支路与过渡支路共用一个支路，与反并联晶闸管s2并联后接在变压器高压侧额定分接头上，其他两相绕组与此结构相同，不一一描述。

实施例2：

根据实施例1所述的无触点有载自动调压配电变压器的启动与过渡支路，无触点分接开关，由所述的反并联晶闸管组成，所述的启动支路与过渡支路由并接在无触点分接开关s2上的双向晶闸管s3与限流电阻RX构成的主电路,和由中间继电器动开触点KM1，产生控制电压电阻R1，三相中间继电器线圈KM，控制极保护稳压管DW构成的控制执行电路及单片机监控单元的控制部分K所组成。

实施例3：

根据实施例1所述的无触点有载自动调压配电变压器的启动与过渡支路，所述的无触点分接开关sa1、sa2、sa4，sb1、sb2、sb4，sc1、sc2、sc4，其电流参数根据配电变压器的容量不同而不同，额定电压不低于2000V；sa3,、sb3、sc3分别为接在U_N分接头上用于起动和调节分接头过渡回路开关，采用额定电流不小于20A，额定电压不低于1600V的双向晶闸管，DW为保护用稳压管，可选用1W或2W 的5—10V的稳压管；R1为产生控制电压信号电阻，可选阻值为2-5k，2W以上电阻，RX为限流电阻，可选10—30欧，功率不小于20W电阻；KM为三相中间继电器线圈，线圈额定电压为230V,KM1为中间继电器常闭（动开）触点，触点容量不小于5A。

实施例4：

根据实施例1所述的无触点有载自动调压配电变压器的启动与过渡支路，在变压器上电有载调压控制程序工作前，和改变分接头进行有载调压过程中，均是通过三相中间继电器线圈不带电，其动开触点闭合，进而触发作为无触点开关S3的双向晶闸管，使其导通，将限流电阻Rx串入回路中，起到启动（启动过程）和限制变换分接头回路的环流作用（调压过程）；变压器正常运行时，KM线圈带电，其常闭触点处于断开状态，该支路退出工作，只有在变压器刚上电或变换分接头的过程中，KM断电，其常闭触点KM1闭合，该支路才投入工作，启动完毕或变换分接头过程完毕后，KM通电，该支路退出工作。

实施例5：

根据实施例1所述的无触点有载自动调压配电变压器的启动与过渡支路，启动功能的实现：变压器上电前，控制回路没有电压，交流接触器线圈控制开关K处于断开状态，交流接触器线圈不带电，其常闭触点闭合。在电源电压作用下，流过R1电流产生电压，该电压作为双向晶闸管的触发电压，使其触发导通，经过S3，RX支路，将变压器高压侧三相中性点连接起来，变压器二次侧输出电压，计算机监控系统工作，触发S2导通，然后控制系统控制，使控制板上的直流继电器线圈带电，其常开触点闭合（触点电压220V）,三相中间继电器线圈KM带电，其动开触点断开，启动支路退出工作。控制系统进入自动调压程序，启动完毕。

实施例6：

根据实施例1所述的无触点有载自动调压配电变压器的启动与过渡支路，变换分接头过程中限流功能的实现：为限制在改变分接头时在两分接头之间的绕组中产生较大环流，采用双向晶闸管过渡的方法，即在用于过渡的双向晶闸管支路中串接功率不小于20W的20Ω-30Ω电阻，在每次改变分接头时都经过双向晶闸管支路过渡；具体变换过程如下：上电后，变压器工作在II档位，S2导通，其余都关闭，单片机自动检测变压器低压侧电压，当电压在97%U_N和103%U_N范围波动时，变压器工作分接头不变；当变压器输出电压不在其范围内时就要改变工作分接头；具体操作如下：例如由于U₂下降低于97%U_N，要由S2导通变为S1导通，以提高U₂值，则变换过程为：在电压过零时监控系统撤去S2的触发电压，同时使KM的控制开关K断开，KM 断电，其常闭触点闭合，为S3导通做准备，当S2电流过零关断时，在其两端电压作用下，S2导通，保证了电流的连续性，在下一个电压过零时给S1触发电压，使其导通，同时使K闭合，KM1断开，当S3中电流过零时，S3关断，完成一次变换；由于变换过程中，有限流电阻在回路中，所以限制了环流值在元件和绕组允许的范围内。工作分接头不在U_N分接头时，首先要进行工作分接头判断，然后再进行变换，但每次变换都将过渡支路串接到变换回路中。

Claims

1.一种无触点有载自动调压配电变压器的启动与过渡支路，其特征是：启动支路与过渡支路由并接在无触点分接开关s2上的双向晶闸管s3与限流电阻RX构成的主电路,和由中间继电器动开触点KM1、产生控制电压电阻R1、三相中间继电器线圈KM、控制极保护稳压管DW构成的控制执行电路及单片机监控单元的控制开关K所组成，两个控制极保护稳压管DW反串联，与产生控制电压电阻R1并联后并接在双向晶闸管s3的控制极与一个主电极，中间继电器动开触点KM1并接在双向晶闸管s3的控制极与另一个主电极；

所述的无触点有载自动调压配电变压器包括高压绕组，所述的高压绕组在中性点侧留有额定电压UN、95%UN和105%UN三个抽头，所述的95%UN 抽头依次与熔断器、反并联晶闸管s1、变压器中性点连接，所述的UN 抽头依次与熔断器、反并联晶闸管s2、所述的变压器中性点连接，所述的105%UN抽头与熔断器、反并联晶闸管s4、所述的变压器中性点连接；启动支路与过渡支路共用一个支路，与反并联晶闸管s2并联后接在变压器高压侧额定分接头上，其他两相绕组与此结构相同；无触点分接开关，由所述的反并联晶闸管组成。

2.根据权利要求1所述的无触点有载自动调压配电变压器的启动与过渡支路，其特征是：所述的无触点分接开关s1、s2、s4，其电流参数根据配电变压器的容量不同，额定电压不低于2000V；s3为接在UN分接头上用于启动和调节分接头过渡回路开关，采用额定电流不小于20A，额定电压不低于1600V的双向晶闸管，DW为保护用稳压管，选用1W或2W的5—10V的稳压管；R1为产生控制电压信号电阻，选阻值为2-5k，2W以上电阻，RX为限流电阻，选10—30欧，功率不小于20W电阻；KM为三相中间继电器线圈，线圈额定电压为230V,KM1为中间继电器常闭（动开）触点，触点容量不小于5A。