CN107910173A - 非晶合金变压器的自恢复性保护方法及自保护非晶合金变压器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非晶合金变压器的自恢复性保护方法及自保护非晶合金变压器，属于变配电技术领域，其包括磁芯，磁芯上设有高压绕组，特征在于：所述高压绕组上串联有阻抗调节装置。此变压器由于高压绕组上串联有阻抗调节装置，可以通过阻抗调节装置来调节高压绕组回路中的阻抗大小，从而改变高压绕组内的电流，限制其超过规定值，防止出现磁饱和现象，使得高压绕组的电能通过磁路顺利传递给低压绕组，实现电能的持续传递；更重要的是实现了变压器的在线式保护，并不是通过将变压器从线路上切下来达到不被损坏的目的，且当电流降下来时能够自动恢复运行状态。
Description
技术领域
本发明属于变配电技术领域，具体涉及一种非晶合金变压器的自恢复性保护方法及自保护非晶合金变压器，也适用于普通变压器。
背景技术
非晶合金由于具有导磁率高、空载损耗低的优点，逐渐应用于被称为电力损耗大户的重要电力设备—变压器中。于是，人们研制了非晶合金变压器，由非晶合金代替了传统的硅钢片铁芯，使变压器损耗降低到原先的25%左右，为变压器的节能降耗做出了革命性的变革。
但在实际应用中，发现非晶合金变压器有时出现无电压输出，在负载减小的时候尤其频繁，甚至是将变压器的线圈烧毁，非晶合金铁芯也被毁坏，造成变压器整体报废，并且非晶合金变压器的价格昂贵，大大降低了非晶合金变压器的性价比。致使非晶合金变压器无法大范围推广应用，大多仍采用硅钢片铁芯变压器，使得变压器的大幅节能降耗也随之成为空谈。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种非晶合金变压器的自恢复性保护方法及自保护非晶合金变压器，能够限制高压绕组回路的电流增大。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：设计一种非晶合金变压器的自恢复性保护方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）在变压器的高压绕组上串联阻抗调节装置，阻抗调节装置的阻抗为0～∞，
（2）检测高压绕组回路中的电流I，当I＜LN时，控制器使阻抗调节装置的阻抗趋于0；当I≥LN时，控制器使阻抗调节装置的阻抗趋于∞，N为变压器的额定电流值，L为大于或者等于1的常数。
优选的，所述阻抗调节装置包括闭环磁轭，闭环磁轭上缠绕有初级线圈和次级线圈，初级线圈串联在高压绕组的回路中，次级线圈的回路中设置电阻调节支路。
优选的，所述电阻调节支路中设置短接线和高阻抗支路线，短接线和高阻抗支路线的一端并联在次级线圈的一端、另一端均通过选通端连接次级线圈的另一端，选通端控制连接控制器。
本发明还提供了一种自保护非晶合金变压器，包括磁芯，磁芯上设有高压绕组，其特征在于：还包括控制器和电流检测装置，所述高压绕组上串联有阻抗调节装置，电流检测装置检测高压绕组回路中的电流，控制器根据电流检测装置提供的检测信息改变阻抗调节装置的阻抗大小。
优选的，所述阻抗调节装置包括闭环磁轭，闭环磁轭上缠绕有初级线圈和次级线圈，初级线圈串联在高压绕组的回路中，次级线圈的回路中设置电阻调节支路。
优选的，所述电阻调节支路中设置短接线和高阻抗支路线，短接线和高阻抗支路线的一端并联在次级线圈的一端、另一端均通过选通端连接次级线圈的另一端。
优选的，控制器控制选通端的连接状态。
优选的，所述控制器还连接显示器，显示器显示电流检测装置的检测值。
优选的，所述控制器还计算电流检测装置的检测值与给定的额定电流值之间的比值，显示器显示比值。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、由于高压绕组上串联有阻抗调节装置，可以通过阻抗调节装置来调节高压绕组回路中的阻抗大小，从而改变高压绕组内的电流，限制其超过规定值，防止出现磁饱和现象，使得高压绕组的电能通过磁路顺利传递给低压侧，实现电能的持续传递；更重要的是实现了变压器的在线式保护，且能自动恢复正常运行状态，并不是通过将变压器从线路上切下来达到不被损坏的目的。
2、由于阻抗调节装置采用在闭环磁轭上缠绕初级线圈和次级线圈的形式，具体通过初级线圈串联在高压绕组的回路中，而次级线圈的回路中设置电阻调节支路的结构来实现，在电流小于给定值时，可以使次级线圈短路，初级线圈产生的阻抗趋于0，变压器处于正常工作状态，并没有对高压绕组侧增加额外的电能消耗；待电流大于给定值时，使次级线圈通过高阻抗支路构成回路，高阻抗支路使得次级线圈接近于开路状态，此时高压绕组回路中的阻抗趋于∞，迫使电流下降；另外，此阻抗调节装置结构简单且不改变电压的正弦波特性。
3、由于加设了控制器和电流检测装置，能够实现系统的自动精确控制，完成智能化管理。
4、由于显示器还显示电流检测装置的检测值和与额定电流值的比值，能够使得工作人员直观地了解高压绕组回路中的电流情况，以便及时采取防护措施。
5、本发明结构简单，能够根据变压器高压绕组的电流情况，自动调节所在回路的阻抗，防止磁饱和，从而保证变压器稳定可靠运行，便于在行业内推广应用。
附图说明
图1是本发明的电气原理图；
图2是电阻调节支路的控制原理图；
图3是控制器的逻辑控制图。
图中标记：1、磁芯；2、高压绕组；3、初级线圈；4、闭环磁轭；5、次级线圈；6、电阻调节支路；61、短接线；62、高阻抗支路线；7、电流检测装置；8、控制器；9、显示器。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，本发明在磁芯1上设有高压绕组2，高压绕组2上串联初级线圈3，初级线圈3缠绕在闭环磁轭4上，闭环磁轭4上还缠绕有次级线圈5，次级线圈5的回路中设置电阻调节支路6。如图2所示，电阻调节支路6由短接线61和高阻抗支路线62构成，短接线61和高阻抗支路线62的一端并联在次级线圈5的一端、另一端通过选通端连接次级线圈5的另一端，选通端使得次级线圈5只能与短接线61或者高阻抗支路线62构成回路，且可以通过选通端在短接线61和高阻抗支路线62之间进行切换。
为了实现电阻调节支路6的自动切换与控制，本发明还在高压绕组2回路中设置了电流检测装置7，用以检测高压绕组2回路中的电流，并将检测的电流信息传递给控制器8，控制器8根据电流检测装置7提供的检测信息，控制选通端的连接状态，即选择接通短接线61还是高阻抗支路线62，从而改变串联在高压绕组2回路中的阻抗大小。
为了是工作人员能比较直观地了解高压绕组2回路中的电流情况，控制器8还连接了显示器9，用于显示电流检测装置7的检测值。控制器8还计算检测值与给定的额定电流值之间的比值，并由显示器9显示该比值，使得工作人员直观地了解检测电流相对于额定电流的偏离程度。
本发明的工作过程如下：
变压器处于运行状态时，如图3所示，电流检测装置7实时检测高压绕组2回路中的电流I，并将检测的电流信号传递给控制器，当I＜1.2N时（N为变压器的额定电流值，此处L取值1.2），控制器8控制选通端，使其接通短接线61，即次级线圈5通过短接线61构成回路，次级线圈5的两端短接，此时初级线圈3的阻抗趋于0，基本仅为初级线圈3自身的电阻，非常小，没有额外的电能消耗，变压器能将外接母线输送来的电能源源不断地传递给低压侧，为用电设备供电；当1.2N≤I＜1.5N时，控制器8发出报警，警示工作人员，以及时采取措施；当I≥1.5N时，控制器8控制选通端接通高阻抗支路线62，即次级线圈5通过高阻抗支路线62构成回路，此时初级线圈3的阻抗趋于∞，使得变压器高压绕组2回路中的阻抗趋于∞，迫使电流下降，直至降至安全值以下，避免变压器出现磁饱和现象，从而进一步防止变压器被烧毁。上述保护是在变压器的工作过程中实现的，并没有影响其基本的变配电功能。并且在电流降至上述安全值范围内后，控制器8自动将选通端接通短接线61，使初级线圈3的阻抗再次趋于0，恢复变压器的正常运行状态。
上述控制器8可是由集成运放构成的比较器，也可以是具有简单比较功能的单片机，只要能完成基本的比较与通断控制功能即可，故在此不做赘述。上述电流检测装置7只要能够检测交流回路的电流即可，对其具体结构不做限定。
阻抗调节装置除采用上述实施例中的初级线圈3和次级线圈5的形式外，还可以选用可调电抗器，通过可调电抗器自身阻抗值的调节，也可以达到改变变压器高压绕组2回路阻抗的目的。
上述L的取值可以根据变压器的具体规格与应用进行调整。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (9)
1.一种非晶合金变压器的自恢复性保护方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）在变压器的高压绕组上串联阻抗调节装置，阻抗调节装置的阻抗为0～∞，
（2）检测高压绕组回路中的电流I，当I＜LN时，控制器使阻抗调节装置的阻抗趋于0；当I≥LN时，控制器使阻抗调节装置的阻抗趋于∞，N为变压器的额定电流值，L为大于或者等于1的常数。
2.根据权利要求1所述的非晶合金变压器的自恢复性保护方法，其特征在于：所述阻抗调节装置包括闭环磁轭，闭环磁轭上缠绕有初级线圈和次级线圈，初级线圈串联在高压绕组的回路中，次级线圈的回路中设置电阻调节支路。
3.根据权利要求2所述的非晶合金变压器的自恢复性保护方法，其特征在于：所述电阻调节支路中设置短接线和高阻抗支路线，短接线和高阻抗支路线的一端并联在次级线圈的一端、另一端均通过选通端连接次级线圈的另一端，选通端控制连接控制器。
4.一种自保护非晶合金变压器，包括磁芯，磁芯上设有高压绕组，其特征在于：还包括控制器和电流检测装置，所述高压绕组上串联有阻抗调节装置，电流检测装置检测高压绕组回路中的电流，控制器根据电流检测装置提供的检测信息改变阻抗调节装置的阻抗大小。
5.根据权利要求4所述的自保护非晶合金变压器，其特征在于：所述阻抗调节装置包括闭环磁轭，闭环磁轭上缠绕有初级线圈和次级线圈，初级线圈串联在高压绕组的回路中，次级线圈的回路中设置电阻调节支路。
6.根据权利要求5所述的自保护非晶合金变压器，其特征在于：所述电阻调节支路中设置短接线和高阻抗支路线，短接线和高阻抗支路线的一端并联在次级线圈的一端、另一端均通过选通端连接次级线圈的另一端。
7.根据权利要求6所述的自保护非晶合金变压器，其特征在于：控制器控制选通端的连接状态。
8.根据权利要求4至7任一所述的自保护非晶合金变压器，其特征在于：所述控制器还连接显示器，显示器显示电流检测装置的检测值。
9.根据权利要求8所述的自保护非晶合金变压器，其特征在于：所述控制器还计算电流检测装置的检测值与给定的额定电流值之间的比值，显示器显示比值。
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