CN108492972B - 一种新型变压器智能有载自动调压节能开关及调压方法 - Google Patents

一种新型变压器智能有载自动调压节能开关及调压方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种新型变压器智能有载自动调压节能开关及调压方法，属于变压器技术领域。包括微电脑控制箱、角度电机和有载调压开关；所述的微电脑控制箱输入端与变压器相连检测变压器二次电压，输出端与角度电机相连发出控制指令，所述的角度电机控制有载调压开关旋转调压。角度电机装配在有载调压开关的上，与有载调压开关同轴相连。当变压器的二次电压发生波动跳出设定电压范围时，微电脑控制箱就会发出指令给角度电机，使所述的角度电机旋转，带动有载调压开关原本在变压器上的高压包线圈增加或减少线圈圈数。本发明能保持用户电压稳定、安全可靠、成本低廉，使电压平稳，提高用电质量，延长电器设备使用寿命，减少用电火灾，节约了电能。

Description

一种新型变压器智能有载自动调压节能开关及调压方法
技术领域
本发明涉及一种新型变压器智能有载自动调压节能开关及调压方法，属于变压器技术领域。
背景技术
目前用电领域电压昼夜压差变化很大，夜里电压偏高，白天有时电压偏低，所以电流增大减小都对用户的设备寿命有一定的影响，但是不停电变压器是无法带电调压，所以除了极少特殊用户外，所有用户夜间电压高的情况下设备电流都有所增大，不但浪费电能还造成电器设备发热绝缘老化降低电气设备使用寿命，还可能造成火灾隐患。目前现有的老式变压器有载调压开关所采用是引出线式，体力庞大占地面积大成本极高，还需人工操作，还只有特殊用户才能使用。所以市场急需一种安全可靠、安装方面、价格低廉的智能型变压器有载调压开关进入实际应用领域，本智能型变压器有载调压开关能保持用户电压稳定，安装快捷、安全可靠、成本低廉是解决众多用户需求的极佳装置，如能大面积使用本装置，不但可使电压平稳，提高用电质量，延长电器设备使用寿命，减少用电火灾，而大大的节约了电能。本发明的广泛应用将会产生极大的经济效益和社会效益。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足之处，本发明提供一种新型智能型变压器自动有载调压开关，本发明可使在变压器带电的状况下智能检测变压器的二次电压，自动调节变压器一次线圈圈数，使二次电压平稳，节约电能，保护用电设备。可在已运行的配电变压器上快速安装投放使用。
本发明是通过如下技术方案实现的：一种新型变压器智能有载自动调压节能开关，其特征在于：包括微电脑控制箱、角度电机和有载调压开关；所述的微电脑控制箱输入端与变压器相连检测变压器二次电压，输出端与角度电机相连发出控制指令，所述的角度电机控制有载调压开关旋转调压。角度电机装配在有载调压开关的上，与有载调压开关同轴相连，有载调压开关上的线号和变压器的高压线圈中间的调压抽头线号对号连接。
进一步的，所述的有载调压开关包括外定子、内转子、端盖和轴承；所述的外定子包括分段式金属导电环、分段式环状热敏电阻、接线柱、止位挡板、继电器触点开关和绝缘壁，所述的各段金属导电环由每个接线柱引出穿过绝缘壁对外连接；所述的内转子对称设有两只电刷，所述的电刷相互连接，电刷中间设有压力弹簧，所述的内转子上装有弹簧和钢珠定位器，所述的轴承的内圈套装在内转子上，轴承的外圈套装有端盖。
进一步的，所述的端盖包括上端盖和下端盖，所述的上端盖和下端盖上设有钢珠定位窝；所述的弹簧上的钢珠定位器与钢珠定位窝契合。
进一步的，所述的外定子的共设有6个接线柱顺时针依次为接线柱Ⅱ、接线柱Ⅳ、接线柱Ⅵ、接线柱Ⅲ、接线柱Ⅴ和接线柱Ⅶ，所述的与每个接线柱相连的金属导电环互不相连，所述的分段式环状热敏电阻分别设在接线柱Ⅱ和接线柱Ⅳ、接线柱Ⅳ和接线柱Ⅵ、接线柱Ⅲ和接线柱Ⅴ、接线柱Ⅴ和接线柱Ⅶ之间，所述的分段式环状热敏电阻通过导电柱引出穿过绝缘壁对外连接，所述的导电柱与相邻的接线柱通过继电器触点开关相连，所述的导电柱逆时针方向为常闭触点J1，顺时针方向为常开触点J2；所述的止位挡板设置在接线柱Ⅱ与接线柱Ⅶ之间，与接线柱Ⅱ和接线柱Ⅶ相连的金属导电环互不相连，所述的接线柱Ⅱ、接线柱Ⅳ、接线柱Ⅵ、接线柱Ⅲ、接线柱Ⅴ和接线柱Ⅶ与变压器的高压线圈对号相连。
进一步的，所述的绝缘壁为环氧树脂。
一种新型变压器智能有载自动调压节能开关的智能调压方法，当变压器的二次电压发生波动跳出设定电压范围时，微电脑控制箱就会发出指令给角度电机，使所述的角度电机旋转，带动有载调压开关原本在变压器上的高压线圈增加或减少线圈圈数。
当变压器的二次电压发生波动导致二次电压高出设定电压范围，微电脑控制箱就会发出指令给角度电机，所述的角度电机逆时针旋转36度，带动有载调压开关原本在变压器抽头Ⅳ至Ⅴ之间的标准电压挡换至Ⅲ至Ⅳ挡，等于高压线圈增加圈数，使二次电压平稳不至于升高，当一次电压继续往上升高时，微电脑控制箱再次发出指令，使角度电机继续逆时针旋转36度，在带动有载调压开关换到Ⅱ至Ⅲ挡；当二次电压发生波动导致二次电压低于设定电压范围，微电脑控制箱就会发出指令给角度电机，使角度电机带动有载调压开关顺时针旋转36度，将原本在变压器抽头Ⅳ至Ⅴ之间的标准电压挡换至Ⅴ至Ⅵ挡，等于高压线圈减少圈数，使二次电压平稳不降低，当一次电压继续下降微电脑控制箱再次发出指令，使角度电机在顺时针旋转36度，在带动有载调压开关换到Ⅵ至Ⅶ挡；当有载调压开关内转子顺时针旋转时继电器4个常闭触点J1处在闭合状态，4个常开触点J2处在打开状态，当有载调压开关内转子逆时针旋转时继电器4个常闭触点J1打开，4个常开触点J2闭合。
本发明的有益效果是：本发明能保持用户电压稳定，安装快捷、安全可靠、成本低廉，不但可使电压平稳，提高用电质量，还能延长电器设备使用寿命，减少用电火灾，大大的节约了电能。本发明的广泛应用将会产生极大的经济效益和社会效益。
附图说明
下面根据附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的变压器调压接线控制示意图；
图2是本发明的角度电机和有载调压开关的组装结构示意图；
图3是本发明的有载调压开关的主视图；
图4是本发明的有载调压开关立面剖视图；
图5是本发明的有载调压开关平面剖视图；
图6是本发明的有载调压开关的Ⅱ、Ⅲ线号挡位示意图；
图7是本发明的有载调压开关的Ⅲ、Ⅳ线号挡位示意图；
图8是本发明的有载调压开关的Ⅳ、Ⅴ线号挡位示意图；
图9是本发明的有载调压开关的Ⅴ、Ⅵ线号挡位示意图；
图10是本发明的有载调压开关的Ⅵ、Ⅶ线号挡位示意图。
图中：1、微电脑控制箱，2、二次电压，3、一次电压，4、变压器，5、有载调压开关，6、角度电机，7、钢珠定位窝，8、弹簧，9、电刷盖板，10、压力弹簧，11、内转子，12、轴承，13、上端盖，14、钢珠定位器，15、金属导电环，16、绝缘壁，17、接线柱Ⅴ，18、下端盖，19、接线柱Ⅳ，20、常闭触点J1，21、常开触点J2，22、电刷，23、外定子，24、止位挡板，25、热敏电阻，26、高压线圈，27、接线柱Ⅲ，28、接线柱Ⅱ，29、接线柱Ⅵ，30、接线柱Ⅶ。
实施方式
如图1至图10所示的一种新型变压器智能有载自动调压节能开关，包括微电脑控制箱1、角度电机6和有载调压开关5；所述的微电脑控制箱1输入端与变压器相连检测变压器二次电压2，输出端与角度电机6相连发出控制指令，所述的角度电机6控制有载调压开关5旋转调压。角度电机6装配在有载调压开关5的上，与有载调压开关5同轴相连，有载调压开关5上的线号和变压器的高压线圈26中间的调压抽头线号对号连接。
所述的有载调压开关5包括外定子23、内转子11、端盖和轴承12；所述的外定子23包括分段式金属导电环15、分段式环状热敏电阻25、接线柱、止位挡板24、继电器触点开关和绝缘壁16，所述的各段金属导电环15由相应的接线柱引出穿过绝缘壁16对外连接；所述的内转子11对称设有两只电刷22，所述的电刷22相互连接，电刷22中间设有压力弹簧10，所述的内转子11上装有弹簧8和钢珠定位器14，所述的轴承12的内圈套装在内转子11上，轴承12的外圈套装有端盖。
所述的端盖包括上端盖13和下端盖18，所述的上端盖13和下端盖18上设有钢珠定位窝7；所述的弹簧8上的钢珠定位器14与钢珠定位窝7契合。
所述的外定子23的共设有6个接线柱顺时针依次为接线柱Ⅱ28、接线柱Ⅳ19、接线柱Ⅵ29、接线柱Ⅲ27、接线柱Ⅴ17和接线柱Ⅶ30，所述的与相应的接线柱相连的金属导电环15互不相连，所述的分段式环状热敏电阻25分别设在接线柱Ⅱ28和接线柱Ⅳ19、接线柱Ⅳ19和接线柱Ⅵ29、接线柱Ⅲ27和接线柱Ⅴ17、接线柱Ⅴ17和接线柱Ⅶ30之间，所述的分段式环状热敏电阻25通过导电柱引出穿过绝缘壁16对外连接，所述的导电柱与相邻的接线柱通过继电器触点开关相连，所述的导电柱逆时针方向为常闭触点J120，顺时针方向为常开触点J221；所述的止位挡板24设置在接线柱Ⅱ28与接线柱Ⅶ30之间，与接线柱Ⅱ28和接线柱Ⅶ30相连的金属导电环15互不相连，所述的接线柱Ⅱ28、接线柱Ⅳ19、接线柱Ⅵ29、接线柱Ⅲ27、接线柱Ⅴ17和接线柱Ⅶ30与变压器4的高压线圈26对号相连。
所述的绝缘壁16为环氧树脂。
一种新型变压器智能有载自动调压节能开关的智能调压方法，当变压器4的二次电压发生波动跳出设定电压范围时，微电脑控制箱1就会发出指令给角度电机6，使所述的角度电机6旋转，带动有载调压开关5原本在变压器4上的高压线圈26增加或减少线圈圈数。
当变压器4的二次电压2发生波动导致二次电压2高出设定电压范围，微电脑控制箱1就会发出指令给角度电机6，所述的角度电机6逆时针旋转36度，带动有载调压开关5原本在变压器4抽头Ⅳ至Ⅴ之间的标准电压挡换至Ⅲ至Ⅳ挡，等于高压线圈26增加圈数，使二次电压2平稳不至于升高，当一次电压3继续往上升高时，微电脑控制箱1再次发出指令，使角度电机6继续逆时针旋转36度，在带动有载调压开关5换到Ⅱ至Ⅲ挡；当二次电压2发生波动导致二次电压2低于设定电压范围，微电脑控制箱1就会发出指令给角度电机6，使角度电机6带动有载调压开关5顺时针旋转36度，将原本在变压器4抽头Ⅳ至Ⅴ之间的标准电压挡换至Ⅴ至Ⅵ挡，等于高压线圈26减少圈数，使二次电压2平稳不降低，当一次电压3继续下降微电脑控制箱1再次发出指令，使角度电机6在顺时针旋转36度，在带动有载调压开关5换到Ⅵ至Ⅶ挡；当有载调压开关5内转子11顺时针旋转时继电器4个常闭触点J120处在闭合状态，4个常开触点J221处在打开状态，当有载调压开关5内转子11逆时针旋转时继电器4个常闭触点J120打开，4个常开触点J221闭合。
一种新型变压器智能有载自动调压节能开关的智能调压方法的工作原理，当有载调压开关5换挡时两电刷22被角度电机6带转36度，如要从Ⅱ、Ⅲ挡转Ⅲ、Ⅳ挡，继电器4个常闭触点J120闭合，正温度系数热敏电阻和接线柱Ⅱ28相连，电刷22的另一头和接线柱Ⅲ27相连，如微电脑控制箱1发出指令需接线柱Ⅲ27、接线柱Ⅳ19相连时，电刷22瞬间从接线柱Ⅱ28上的金属导电环过度到接线柱Ⅳ19上的金属导电环时，必须经过热敏电阻25过度，由于正温度系数热敏电阻25材料的特性是当高压包线圈26短路时，电流通过热敏电阻25可使强大的电流瞬间降为极小，热敏电阻25从小阻值变为大阻值，换挡瞬间高压包线圈26从接线柱Ⅱ28和接线柱Ⅳ19之间通过热敏电阻25过度，电刷22同时接触热敏电阻25和接线柱Ⅳ19的金属导电环15时，有一个瞬时高压线圈26中间匝数抽头的Ⅱ号线和Ⅳ号线线圈之间产生短路现象，由于热敏电阻25经过大电流时瞬间阻值变大保护线圈的同时，电刷22已经过度到了接线柱Ⅳ19的金属导电环上了，不停电调压完成。
每次换挡完成后，由微电脑控制箱1延时几分钟，可使热敏电阻25降回常温。有载调压开关5要用在电压较高等级的干式配电变压器4上时，内部应填充绝缘油或绝缘气体，保证内部绝缘强度。正常运行时3套有载调压开关5分别安装在变压器4高压包线圈26中间对应的线圈抽头同线号位置上，联通微电脑控制箱1方可不停电自动调压运行。

Claims (4)

1.一种新型变压器智能有载自动调压节能开关，其特征在于：包括微电脑控制箱（1）、角度电机（6）和有载调压开关（5）；所述的微电脑控制箱（1）输入端与变压器相连检测变压器二次电压（2），输出端与角度电机（6）相连发出控制指令，所述的角度电机（6）控制有载调压开关（5）旋转调压；所述的有载调压开关（5）包括外定子（23）、内转子（11）、端盖和轴承（12）；所述的外定子（23）包括分段式金属导电环（15）、分段式环状热敏电阻（25）、接线柱、止位挡板（24）、继电器触点开关和绝缘壁（16），所述的各段金属导电环（15）由相应的接线柱引出穿过绝缘壁（16）对外连接；所述的内转子（11）对称设有两只电刷（22），所述的电刷（22）相互连接，电刷（22）中间设有压力弹簧（10），所述的内转子（11）上装有弹簧（8）和钢珠定位器（14），所述的轴承（12）的内圈套装在内转子（11）上，轴承（12）的外圈套装有端盖；所述的端盖包括上端盖（13）和下端盖（18），所述的上端盖（13）和下端盖（18）上设有钢珠定位窝（7）；所述的弹簧（8）上的钢珠定位器（14）与钢珠定位窝（7）契合；所述的外定子（23）的共设有6个接线柱顺时针依次为接线柱Ⅱ（28）、接线柱Ⅳ（19）、接线柱Ⅵ（29）、接线柱Ⅲ（27）、接线柱Ⅴ（17）和接线柱Ⅶ（30），所述的与相应的接线柱相连的金属导电环（15）互不相连，所述的分段式环状热敏电阻（25）分别设在接线柱Ⅱ（28）和接线柱Ⅳ（19）、接线柱Ⅳ（19）和接线柱Ⅵ（29）、接线柱Ⅲ（27）和接线柱Ⅴ（17）、接线柱Ⅴ（17）和接线柱Ⅶ（30）之间，所述的分段式环状热敏电阻（25）通过导电柱引出穿过绝缘壁（16）对外连接，所述的导电柱与相邻的接线柱通过继电器触点开关相连，所述的导电柱逆时针方向为常闭触点J1（20），顺时针方向为常开触点J2（21）；所述的止位挡板（24）设置在接线柱Ⅱ（28）与接线柱Ⅶ（30）之间，与接线柱Ⅱ（28）和接线柱Ⅶ（30）相连的金属导电环（15）互不相连，所述的接线柱Ⅱ（28）、接线柱Ⅳ（19）、接线柱Ⅵ（29）、接线柱Ⅲ（27）、接线柱Ⅴ（17）和接线柱Ⅶ（30）与变压器（4）的高压线圈（26）对号相连。
2.根据权利要求1所述的一种新型变压器智能有载自动调压节能开关，其特征在于：所述的绝缘壁（16）为环氧树脂。
3.一种如权利要求1所述的一种新型变压器智能有载自动调压节能开关的智能调压方法，其特征在于：当变压器（4）的二次电压发生波动跳出设定电压范围时，微电脑控制箱（1）就会发出指令给角度电机（6），使所述的角度电机（6）旋转，带动有载调压开关（5）原本在变压器（4）上的高压线圈（26）增加或减少线圈圈数。
4.根据权利要求3述的一种新型变压器智能有载自动调压节能开关的智能调压方法，其特征在于：当变压器（4）的二次电压（2）发生波动导致二次电压（2）高出设定电压范围，微电脑控制箱（1）就会发出指令给角度电机（6），所述的角度电机（6）逆时针旋转36度，带动有载调压开关（5）原本在变压器（4）抽头Ⅳ至Ⅴ之间的标准电压挡换至Ⅲ至Ⅳ挡，等于高压线圈（26）增加圈数，使二次电压（2）平稳不至于升高，当一次电压（3）继续往上升高时，微电脑控制箱（1）再次发出指令，使角度电机（6）继续逆时针旋转36度，在带动有载调压开关（5）换到Ⅱ至Ⅲ挡；当二次电压（2）发生波动导致二次电压（2）低于设定电压范围，微电脑控制箱（1）就会发出指令给角度电机（6），使角度电机（6）带动有载调压开关（5）顺时针旋转36度，将原本在变压器（4）抽头Ⅳ至Ⅴ之间的标准电压挡换至Ⅴ至Ⅵ挡，等于高压线圈（26）减少圈数，使二次电压（2）平稳不降低，当一次电压（3）继续下降微电脑控制箱（1）再次发出指令，使角度电机（6）在顺时针旋转36度，在带动有载调压开关（5）换到Ⅵ至Ⅶ挡；当有载调压开关（5）内转子（11）顺时针旋转时继电器4个常闭触点J1（20）处在闭合状态，4个常开触点J2（21）处在打开状态，当有载调压开关（5）内转子（11）逆时针旋转时继电器4个常闭触点J1（20）打开，4个常开触点J2（21）闭合。
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