CN106653294B - 一种高压自保护配电变压器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高压自保护配电变压器，包括油箱，油箱内设置有铁芯，油箱的内侧面上设置有三相磁保持开断器，所述三相磁保持开断器的一端与设置在铁芯外部的高压绕组相连，所述油箱呈方形，三相磁保持开断器直接设置在方形油箱内的一侧面上且位于铁芯的上轭顶部。本发明的有益效果在于：三相磁保持开断器直接设置在方形油箱内的一侧面上，省去附加小油箱，因此变压器的外形非常美观，符合大部分消费者的青睐需求，具有大批量市场推广的价值。另外，三相磁保持开断器直接位于铁芯的上轭顶部即油温最高点，这样油温就可以被传感器高感材料直接感应到，不会有延迟，保证三相磁保持开断器能够及时和迅速地作出断开保护，保障变压器的安全运行。

Description

一种高压自保护配电变压器

技术领域

本发明涉及一种高压自保护配电变压器。

背景技术

传统配电变压器柱上台区保护方式为在高压侧加装跌落式熔断器和低压侧加装进线断路器，这种传统保护方式采用分相切除故障，容易造成变压器缺相运行，且跌落式熔断器需频繁巡检并更换熔丝，运维成本高，因此近年来，如何避免变压器缺相运行、降低变压器故障率、提高供电可靠性以及如何降低运维成本等成为配电变压器行业研究和关注的重点。

授权公告号为CN205050692U，授权公告日为2016.02.24的中国实用新型专利公开了一种具有内置保护功能的柱上配电变压器，该变压器取消了跌落式熔断器，包括高压进线、油箱和高压绕组，油箱内设置有后备熔断器和三相磁保持开断器，后备熔断器分别与高压进线的绝缘套管和三相磁保持开断器直接连接，三相磁保持开断器与高压绕组连接。其中，三相磁保持开断器设置于油箱的内侧面，其位置高于配电变压器的铁芯上轭的顶部，这种变压器的三相磁保持开断器动作为单相感应和三相脱扣，避免了变压器缺相运行，降低了变压器故障率，提高了供电可靠性，且不需要更换设备，可重复使用，运维成本低。

但是，对比文件中的三相磁保持开断器虽设置于油箱的内侧面，但其不是设置在主油箱内，而是通过在主油箱的侧面再延伸出一个附加小油箱来为三相磁保持开断器提供安装空间，这样就造成整个油箱的外形十分不美观，而实际市场应用中，消费者更加青睐的是只具有独立的主油箱式的变压器，因此这种配电变压器根本不具有大批量市场推广的价值。

另外，三相磁保持开断器是通过自身传感器来感应油温变化的，当温度过高时，传感器高感材料失磁，才能实现断开功能。而将三相磁保持开断器设置在附加小油箱内，其传感器距离主油箱内铁芯上轭顶部的油温最高点尚有一段距离，变压器油的温度需经过扩散传递至三相磁保持开断器处，这样就必然造成三相磁保持开断器的断开有一定的延迟，使得三相磁保持开断器不能及时地实现断开保护，这对于变压器的安全运行是极为不利的。

同时，对比文件中主油箱的右侧是散热片，左侧被附加小油箱占据了原本散热片的设置位置，众所周知，一般情况下油浸式变压器的散热片都是对称设置的，以满足油箱内变压器油的散热需求，像这种设置方式将会直接导致变压器的散热效果不佳，变压器油得不到足够和及时的散热，极有可能会引发使用故障。

除此之外，三相磁保持开断器设置在油箱的内侧面上后，其操作手柄是露在油箱外部的，这样可以利用操作手柄方便就地远端对三相磁保持开断器进行就地操作，使其可作为负荷开关和隔离开关使用。然而，由于三相磁保持开断器设置在附加小油箱内，附加小油箱的尺寸是小于主油箱的尺寸的，三相磁保持开断器的操作手柄虽裸露在外，但是操作人员在地面上对三相磁保持开断器进行控制操作时，由于操作平面小、操作空间有限，再加上配电变压器一般都位于柱上两米多高，因此很容易导致操作失败，从而增加操作人员的劳动强度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压自保护配电变压器，以解决现有技术中的配电变压器既不美观、又影响三相磁保持开断器的断开性能的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种高压自保护配电变压器，包括油箱，油箱内设置有铁芯，油箱的内侧面上设置有三相磁保持开断器，所述三相磁保持开断器的一端与设置在铁芯外部的高压绕组相连，所述油箱呈方形，三相磁保持开断器直接设置在方形油箱内的一侧面上且位于铁芯的上轭顶部。

铁芯的上轭上固定有夹件，夹件上固定有用于支撑三相磁保持开断器的支撑架，所述三相磁保持开断器呈三相水平状态布置在所述支撑架上。

所述夹件上还固定有固定板，固定板上固定有后备熔断器，三相磁保持开断器的另外一端与后备熔断器相连，所述油箱包括箱盖，箱盖上设置有高压套管，所述后备熔断器的另外一端与高压套管相连。

所述箱盖上开设有便于装配时进行后备熔断器与高压套管接线的手孔。

所述油箱的与三相磁保持开断器设置面相对的那个侧面上设置有分接开关，所述分接开关与高压绕组相连。

所述分接开关和三相磁保持开断器均设置在所在侧面的中线上。

所述油箱的与三相磁保持开断器设置面或者分接开关设置面垂直的那两个侧面上均设置有散热片。

本发明的有益效果在于：油箱只有一个且呈方形，三相磁保持开断器直接设置在方形油箱内的一侧面上，不需要增设附加小油箱，因此整个变压器的外形非常美观，符合大部分消费者的青睐需求，具有大批量市场推广的价值。另外，三相磁保持开断器直接位于铁芯的上轭顶部，也就是直接位于油温的最高点，这样变压器油的油温就可以被传感器高感材料直接感应到，不会有延迟，保证三相磁保持开断器能够及时和迅速地作出断开保护，保障变压器的安全运行。

附图说明

图1为本发明中高压自保护配电变压器的主视图；

图2为图1的俯视图；

图3为去掉箱盖后油箱内部的布置结构图；

图4为高压自保护配电变压器的原理示意图；

图5为应用高压自保护配电变压器的供电方式示意图；

图6为图5的侧视图。

图中：1.无励磁分接开关；2.后备熔断器；3.散热片；4.高压套管；5.三相磁保持开断器；6.油位计；7.高压绕组；8.高压自保护配电变压器；9.电线杆；10.低压配电箱；11.低压电缆；12.高压电缆；13.氧化锌避雷器；14.低压套管；15.油箱；16.铁芯；17.固定板；18.夹件；19.支撑架；20.手孔。

具体实施方式

高压自保护配电变压器的一个实施例如图1~图6所示，包括呈扁方形的油箱15，油箱15内设置有铁芯16，铁芯16的外部依次设置有低压绕组（图中未示出）和高压绕组7。铁芯16的上轭两侧上固定有夹件18，其中一侧的夹件18上固定有用于支撑三相磁保持开断器5的支撑架19，支撑架19为一段呈L形的角钢，三相磁保持开断器5呈三相水平状态布置在支撑架19的水平边上，这样可以保证三相磁保持开断器5的联动一致性，且三相磁保持开断器5直接固定于油箱15内的一侧面上并位于铁芯16的上轭顶部。

另外一侧的夹件18上固定有竖向的固定板17，固定板17上沿上下分别固定有三个后备熔断器2，三相磁保持开断器5的一端与高压绕组7相连、另外一端与后备熔断器2相连。

油箱15包括箱盖，箱盖上设置有低压套管14、高压套管4以及油位计6，后备熔断器2通过高压引线与高压套管4相连，低压绕组通过低压引线与低压套管14相连。所述箱盖上开设有手孔20，方便装配时进行后备熔断器2与高压套管4以及低压绕组与低压套管14之间的接线。

油箱15的与三相磁保持开断器设置面相对的那个侧面上设置有无励磁分接开关1，无励磁分接开关1与高压绕组7相连，与现有技术中普遍将分接开关设置在油箱盖上不同，本发明将无励磁分接开关1设置在侧面上是为了方便装配和接线，这是由于：现有技术中的油箱盖和器身大多是固定在一起的，高压套管、低压套管以及分接开关均设置在油箱盖上，装配时，在将器身装配进油箱中之前，已经完成了高压绕组与高压套管、低压绕组与低压套管、以及高压绕组与分接开关之间的接线，此时只需将油箱盖吊起，即可移动器身将其装配进油箱中，此后不需要再进行接线操作。

然而，本发明中由于加入了三相磁保持开断器5和后备熔断器2，器身无法再与箱盖固定在一起然后整体装配进油箱中，因此本发明中高压自保护配电变压器的装配顺序是：首先将由高压绕组7、低压绕组、铁芯16以及夹件18等组成的器身固定在油箱15中，在此之前，支撑架19和固定板17已经固定在夹件18上，在这里，之所以将支撑架19和固定板17均固定在夹件18上，是因为这样不会影响整个器身的吊放，比如支撑架19和固定板17也可以固定在油箱壁上，但是这样的话就无法顺利将器身放置进油箱中，因为支撑架19和固定板17形成了阻碍，否则就只能先放器身，再布置支撑架19和固定板17，这样比较繁琐，同时起出器身时也会受到干涉，非常不方便，因此事先将支撑架19和固定板17固定在夹件18上。

然后将无励磁分接开关1装配在油箱15的侧面上，完成无励磁分接开关1与高压绕组7之间的接线。然后将三相磁保持开断器5水平支撑在支撑架19上并将其固定在油箱15的另一侧面上，完成三相磁保持开断器5与高压绕组7之间的接线。然后将后备熔断器2固定在固定板17上，完成后备熔断器2与三相磁保持开断器5之间的接线。最后将箱盖装配在油箱上，通过手孔20完成后备熔断器2与高压套管4以及低压绕组与低压套管14之间的接线。

由于本发明中变压器的器身与箱盖是分立的，箱盖是最后装配的，箱盖装配后还需完成后备熔断器2与高压套管4以及低压绕组与低压套管14之间的接线，而手孔20的设置很好地解决了这个问题。

而将无励磁分接开关1设置在侧面上，这样就可以在装配箱盖之前完成无励磁分接开关1与高压绕组7之间的接线，接线非常方便，且内部引线布置比较紧凑，如果还像现有技术中那样将无励磁分接开关1设置在箱盖上的话，只能一边将箱盖吊起，使其与油箱之间留有一定的缝隙，然后人工通过该缝隙进行接线，这样就很不方便，而且接好的线会比较长，这样盖上箱盖后，油箱内部的引线布置就比较混乱，人工无法控制，严重的话可能会引发使用故障。

另外，无励磁分接开关1为盘型，这样可以减少分接开关的纵向占用空间，且无励磁分接开关1设置在所在面的中线上，一方面比较美观，另一方面也可以方便高压引线从其上下左右侧进行接线。三相磁保持开断器5也位于所在侧面的中线上，这样设置一方面比较美观，另一方面比较容易保证三相磁保持开断器5刚好位于铁芯16的上轭顶部。

油箱15的与磁保持开断器设置面或者无励磁分接开关设置面垂直的那两个相对的侧面上均设置有散热片3，由于三相磁保持开断器5直接设置在油箱15的内部，因此不再占用散热片的设置位置，两面均有散热片的设置方式保证了最佳的散热效果，使变压器油能够得到足够和及时的散热，避免使用故障的发生。

本发明的高压自保护配电变压器的油箱15是属于瘦长型的，通过加高油箱15的高度，使三相磁保持开断器5直接设置在油箱15的内部，不需要增设附加小油箱，且三相磁保持开断器5和无励磁分接开关1呈对称设置在所在侧面的中线上，因此整个变压器的外形非常美观，符合大部分消费者的青睐需求，具有大批量市场推广的价值。另外，三相磁保持开断器5直接位于铁芯16的上轭顶部，也就是直接位于油温的最高点，这样变压器油的油温就可以被传感器高感材料直接感应到，不会有延迟，保证三相磁保持开断器5能够及时和迅速地作出断开保护，保障变压器的安全运行。

使用时，将高压自保护配电变压器8安装在两个电线杆9之间的支撑架上，在高压自保护配电变压器8的下方安装有低压配电箱10，低压配电箱10通过低压电缆11与高压自保护配电变压器8相连，高压电缆12敷设于左侧的电线杆9上，在高压电缆12的顶部设置有氧化锌避雷器13，用于对变压器进行防雷保护。

由于三相磁保持开断器5位于铁芯16的上轭顶部，而铁芯16的上轭顶部油温为油温最高点，因此可以将油温最高点温度直接传递给三相磁保持开断器5，三相磁保持开断器5对温度和电流因素反应敏感，当过载时，大电流通过三相磁保持开断器5的传感器并使传感器内的高感材料的温度迅速升高，当温度过高致使传感器高感材料失磁时，三相磁保持开断器5瞬间脱扣，三相磁保持开断器5通过操作机构与变压器进线端相连的动触头分闸，及时断开变压器电源，实现过流和油温的自保护功能。

三相磁保持开断器5的切换动作原理为单相感应、三相脱扣，避免了变压器运行中的缺相运行，降低变压器因缺相运行造成的损坏，提高了供电可靠性。

当三相磁保持开断器5的温度恢复到磁性时，可重新对三相磁保持开断器5进行闭合操作，三相磁保持开断器5穿出油箱15的穿出端设置有操作手柄（图中未示出），当需要对三相磁保持开断器5进行闭合操作时，操作人员就地远端转动操作手柄，就可以使三相磁保持开断器5闭合，不需要更换任何部件，直接就可以重复使用。操作手柄的设置方便了操作人员就地远端对三相磁保持开断器5进行就地操作，同时三相磁保持开断器5的操作手柄具有分合位置指示和夜间反光功能，因此还可以使其作为负荷开关和隔离开关使用。

由于操作手柄位于油箱15的整个外侧面上，相比现有技术中设置在附加小油箱上而言，本发明中操作手柄的操作平面大、操作空间加大，因此可以很容易实现对操作手柄的控制，降低了操作人员的劳动强度，操作非常方便。

另外，三相磁保持开断器5上的浮标（图中未示出）可实现低油位手动拒合闸功能，当油箱15中的变压器油由于漏油等原因导致油位过低时，随着油液的减少，变压器油的热循环体积逐渐缩小，散热能力大幅下降，最终会由于油温过高而导致三相磁保持开断器5断开，此时如果再通过操作手柄进行合闸时，是无法操作成功的，这时操作人员即可知晓可能是油箱中的油位过低，从而起到一个提示作用。

由此可知，当过载大电流或者油温过高时，都是三相磁保持开断器5在起作用，及时作出断开保护，而当变压器在运行中短路时，后备熔断器2才起作用，及时熔断断开电路，不过一般情况下，短路故障是比较少见的，三相磁保持开断器5即可保证正常使用需要，因此后备熔断器2相当于二道防线。而现有技术中在实际运维期间经常采用铜丝代替跌落式熔断器，变压器故障时不能有效断开造成铜丝直接熔接在跌落式熔断器熔座上，对高压线路造成冲击，影响线路供电，且维护起来非常麻烦。本发明中三相磁保持开断器5断开后通过操作手柄即可手动闭合重复使用，因此维护起来十分方便。

另外，就算发生短路或者其他故障，需要更换后备熔断器或者三相磁保持开断器，其维修操作也是十分方便的，维修时只需通过手孔先将后备熔断器与高压套管以及低压绕组与低压套管之间的接线拆除，然后即可拆除箱盖，进行后备熔断器或者三相磁保持开断器的更换，整个器身不用起出，因此大大方便了维修更换操作。

在高压自保护配电变压器的其他实施例中：三相磁保持开断器也可以不设置在所在面的中线上，比如可以偏离中线；分接开关也可以不设置在所在面的中线上，比如可以偏离中线；分接开关也可以是笼型的分接开关；分接开关也可以设置在箱盖上；可以只在一个侧面上设置散热片，或者四个侧面上均设置散热片；箱盖上也可以不设置手孔；后备熔断器的固定板也可以固定在油箱壁上；三相磁保持开断器的支撑架也可以固定在油箱壁上。

Claims (3)

1.一种高压自保护配电变压器，包括油箱，油箱内设置有铁芯，铁芯的外部依次设置有低压绕组和高压绕组，油箱的内侧面上设置有三相磁保持开断器，所述三相磁保持开断器的一端与设置在铁芯外部的高压绕组相连，其特征在于：所述油箱呈方形，三相磁保持开断器直接设置在方形油箱内的一侧面上且位于铁芯的上轭顶部，铁芯的上轭上固定有夹件，夹件上固定有用于支撑三相磁保持开断器的支撑架，三相磁保持开断器呈三相水平状态布置在所述支撑架上，所述夹件上还固定有固定板，固定板上固定有后备熔断器，所述三相磁保持开断器的另外一端与后备熔断器相连，所述油箱包括箱盖，箱盖上设置有高压套管，后备熔断器的另外一端与高压套管相连，所述箱盖上开设有便于装配时进行后备熔断器与高压套管接线的手孔，所述油箱的与三相磁保持开断器设置面相对的那个侧面上设置有无励磁分接开关，所述无励磁分接开关与高压绕组相连，组装变压器时，先将支撑架和固定板固定在夹件上，然后将包括有高压绕组、低压绕组、铁芯、夹件、支撑架和固定板的器身固定在油箱中，然后将无励磁分接开关装配在油箱的侧面上，完成无励磁分接开关与高压绕组之间的接线，然后将三相磁保持开断器水平支撑在支撑架上并将其固定在油箱的另一侧面上，完成三相磁保持开断器与高压绕组之间的接线，然后将后备熔断器固定在固定板上，完成后备熔断器与三相磁保持开断器之间的接线，最后将箱盖装配在油箱上，通过手孔完成后备熔断器与高压套管之间的接线、以及低压绕组与低压套管之间的接线。

2.根据权利要求1所述的高压自保护配电变压器，其特征在于：所述分接开关和三相磁保持开断器均设置在所在侧面的中线上。

3.根据权利要求1所述的高压自保护配电变压器，其特征在于：所述油箱的与三相磁保持开断器设置面或者分接开关设置面垂直的那两个侧面上均设置有散热片。