CN111371069B - 一种变压器超温保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变压器超温保护装置，包括：过负荷保护机构，所述过负荷保护机构用以在变压器超负荷时动作；第一超温保护机构，所述第一超温保护机构用以在变压器的温度超过第一预设温度时动作；第二超温保护机构；所述过负荷保护机构与所述第一超温保护机构并联，所述第二超温保护机构与并联后的所述过负荷保护机构和所述第一超温保护机构串联；当所述第一超温保护机构或所述过负荷保护机构动作且变压器温度超过第二预设温度时，所述第二超温保护机构动作以控制电压器保护电路断开并隔离变压器。本发明所提供的变压器超温保护装置工作安全可靠，显著降低了变压器电路误动的风险。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统及其自动化领域，特别涉及一种变压器超温保护装置。
背景技术
根据《GB-T 50062-2008电力装置的继电保护和自动装置设计规范》，对变压器油温过高、绕组温度过高、油面过低、油箱内压力过高、产生瓦斯和冷却系统故障，应装设可作用于信号或动作于跳闸的装置。根据规范要求，一般高压变压器均设置了超高温保护功能，绝大多数作用于跳闸，一般还配置了高温报警功能。
在实际运行时，出现了不少超高温保护误动的案例，尤其是在10kV系统的干式变压器上发生，当干式变压器出现温控器传感器测温探头松动、测温线路断线等情况时，会引起温控器显示温度值超过超高温跳闸设定值，引起干式变压器超高温保护误动作跳开本开路。而在重要的干式变压器回路，跳闸对生产造成较大影响。在2019年9月25日某公司10kV二高炉矿槽变电站2#高炉矿焦槽1#动力变压器就发生了超高温保护动作跳闸，该开路跳闸引起其所带二高炉系统辅助电机、油泵跳闸，造成高炉减风，对炼铁厂生产造成了一定的影响。
变压器高温预警功能一方面由于后台监控信息量大等因素，岗位人员不一定能及时发现异常，一方面由于温控器显示温度值异常时直接达到了超高温保护跳闸设定值，从而都会引起无法避免此种事故的发生。当然我们也可以直接将超高温保护动作设置为告警，虽然也可避免此种事故的发生，但失去了超高温保护自动跳闸功能，在监控未能及时发现异常时，可能导致变压器的绝缘受损，直至发生过电流引起过流保护动作，或者发生绝缘故障引起的短路、接地故障造成速断、零序过流保护动作跳闸，从而才能切除故障，这些不利于变压器安全运行。虽然变压器也可通过设置过电流保护的定值，设定允许的变压器过电流倍数，但是由于变压器制造质量、安装水平、运行维护、工作环境等因素也可能有低于设定允许变压器过电流倍数时就发生超高温的情况。
因此，如何提升变压器运行安全性及其保护装置的可靠性成为本领域技术人员需要解决的技术问题
发明内容
本发明的目的是提供一种变压器超温保护装置，该装置能够显著降低变压器电路误动的风险，同时在变压器超温或超负荷工作时及时断开，提高了变压器运行的可靠性。
为实现上述目的，本发明提供一种变压器超温保护装置，包括：
过负荷保护机构，所述过负荷保护机构用以在变压器超负荷时动作；
第一超温保护机构，所述第一超温保护机构用以在变压器的温度超过第一预设温度时动作；
第二超温保护机构；
所述过负荷保护机构与所述第一超温保护机构并联，所述第二超温保护机构与并联后的所述过负荷保护机构和所述第一超温保护机构串联；
当所述第一超温保护机构或所述过负荷保护机构动作且变压器温度超过第二预设温度时，所述第二超温保护机构动作以控制电压器保护电路断开并隔离变压器。
可选地，所述第二预设温度大于所述第一预设温度。
可选地，所述第一超温保护机构包括第一温度传感器和连接所述第一温度传感器的第一控制开关；所述第二超温保护机构包括第二温度传感器和连接所述第二温度传感器的第二控制开关。
可选地，所述过负荷保护机构具体为过电流保护机构，所述过电流保护机构包括电流检测机构和与所述电流检测机构连接的第三控制开关。
可选地，还包括用以设于变压器电路的中间继电器，所述中间继电器用以在通电状态下控制变压器电路断开。
可选地，所述过负荷保护机构、所述第一超温保护机构和所述第二常温保护机构均连接有报警装置。
可选地，所述第一预设温度为80±5℃，所述第二预设温度为110±5℃。
可选地，所述第三控制开关用以在工作电流大于变压器额定电流的1.2倍时闭合。
可选地，所述过负荷保护机构，和/或，所述第一超温保护机构均为延时保护机构；
且所述第二超温保护机构为瞬时保护机构。
相对于上述背景技术，本发明所提供的变压器超温保护装置包括过负荷保护机构、第一超温保护机构和第二超温保护机构；其中，过负荷保护机构和第一超温保护机构并联后与第二超温保护机构串接。只有在变压器超负荷工作或者变压器温度超过第一预设温度，且变压器的温度超过第二预设温度时，才会激发第二超温保护机构动作控制变压器电路断开，将变压器隔离，实现保护变压器的目的。
换句话说，当变压器超负荷条件不满足且变压器未超过第一预设温度时，即使第二超温保护机构发生故障也不会使控制变压器电路断开；同理，当第二超温保护机构动作条件不满足时，即使变压器超负荷或变压器超过第一预设温度，第二超温保护机构也不会控制变压器电路断开。假设第一超温保护机构和第二超温保护机构的误动概率均为5％，二者串接同时误动造成变压器断开的概率则为0.25％。从而避免了电压器超负荷不超温时误动断开；同时显著降低了因变压器超温检测机构故障引发误动断开变压器的概率提高了变压器运行的安全性和可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的变压器超温保护装置的示意图。
其中：
01-变压器、02-变压器电路、1-第一控制开关、2-第二控制开关、3-第三控制开关、4-中间继电器、5-第一温度传感器、6-第二温度传感器、7-电流检测机构。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1，图1为本发明实施例所提供的变压器超温保护装置的示意图。其中，N1表示变压器01的一次侧，N2表示变压器电路的二次侧；虚线表示温度传感器或者电流检测机构与对应控制开关控制关系。
本发明所提供的变压器超温保护装置包括过负荷保护机构、第一超温保护机构和第二超温保护机构；其中，过负荷保护机构和第一超温保护机构并联后与第二超温保护机构串接。只有在变压器01超负荷工作或者变压器01温度超过第一预设温度，且变压器01的温度超过第二预设温度时，才会激发第二超温保护机构动作控制变压器电路02断开，将变压器01隔离，实现保护变压器01的目的。
该装置共有以下七种工作状态：
第一状态：第一超温保护机构动作条件满足，过负荷保护机构动作条件不满足，且第二超温保护机构动作条件满足，此时第二超温保护机构动作使得变压器电路02断开，将变压器01隔离，避免变压器01故障。
第二状态：第一超温保护机构动作条件满足，过负荷保护机构动作条件不满足，且第二超温保护机构动作条件不满足，此时第二超温保护机构不发生动作，变压器电路02闭合，变压器01正常运行。
第三状态：第一超温保护机构动作条件不满足，过负荷保护机构动作条件满足，且第二超温保护机构动作条件满足，此时第二超温保护机构动作使得变压器电路02断开，将变压器01隔离，避免变压器01故障。
第四工作状态，第一超温保护机构动作条件不满足，过负荷保护机构动作条件满足，且第二超温保护机构动作条件不满足，此时第二超温保护机构不发生动作，变压器电路02闭合，变压器01正常运行。
第五工作状态，第一超温保护机构动作条件满足，过负荷保护机构动作条件满足，且第二超温保护机构动作条件满足，此时第二超温保护机构发生动作，变压器电路02断开，将变压器01隔离，避免变压器01故障。
第六工作状态，第一超温保护机构动作条件满足，过负荷保护机构动作条件满足，且第二超温保护机构动作条件不满足，此时第二超温保护机构不发生动作，变压器电路02闭合，变压器01正常运行。
第七工作状态，第一超温保护机构动作条件不满足，过负荷保护机构动作条件不满足；此时，无论第二超温保护机构动作条件是否满足，第二超温保护机构也不会发生动作，变压器电路02处于闭合状态，变压器01正常运行。
需要说明的是，上述第一超温保护机构和第二超温保护机构所说的动作条件满足均包含了因电路故障所产生的误动。假设第一超温保护机构和第二超温保护机构电路故障为5％，则通过将第一超温保护机构和第二超温保护机构串接后同时误动的概率缩小为0.25％，从而显著提高了变压器超温保护装置工作的可靠性。过负荷保护机构和第二超温保护机构的串接则防止了变压器电路02在短暂超负荷而不超温不影响变压器01安全运行的状态下的误动，降低了对工业生产的影响。
下面结合附图和具体实施例对本发明所提供的变压器超温保护装置进行更加详细的介绍。
在本发明所提供的一种具体实施例中，第一超温保护机构包括第一温度传感器5和连接第一温度传感器5的第一控制开关1，第一温度传感器5用来检测变压器01的温度，当变压器01的温度超过第一预设温度时控制第一控制开关1闭合；第二超温保护机构包括第二温度传感器6和连接第二温度传感器6的第二控制开关2，第二温度传感器6同样用来检测变压器01的温度，当变压器01的温度超过第二预设温度时控制第二控制开关2闭合，从而形成导通的电流控制变压器电路02断开，将变压器01隔离。温度传感器控制开关闭合的设置可以参考现有技术设置，此处不再详细展开介绍。
过负荷保护机构具体可以采用过电流保护机构，过电流保护机构包括用来检测变压器01工作电流的电流检测机构7和连接电流检测机构7第三控制开关3，当检测到变压器01工作电流超过预设电流值(如额定电流值得1.2倍)控制第三控制开关3闭合。当保护电路闭合，回路内产生电流，中间继电器4的电磁线圈得电，将变压器电路02断开，保护变压器不发生损坏。电流检测机构7根据需要以设置在变压器01的一次侧电路或二次侧电路内，设置的位置不同，对应的预设电流值也随之变化。
此时，前述第一超温保护机构、第二超温保护机构和过负荷保护机构动作在本实施例中分别指第一控制开关1、第二控制开关2和第三控制开关3的闭合。当然也可以对图1所示的电路进行灵活的变形将前述的动作对应为开关的断开。
在本发明所提供的另一种具体实施例中，第一预设温度和第二预设温度的关系设置为第二预设温度大于第一预设温度，例如，第一预设温度可设置为80±5℃中的某个值，第二预设温度设置为110±5℃中的某个值。该变压器超温保护装置可应用于湿式变压器01，第一温度传感器5可浸没在变压器01的绝缘油中，第二温度传感器6则设置在变压器01的二次绕组上。
当然，该变压器超温保护装置也可应用于干式变压器01，第一温度传感器5和第二温度传感器6可同时连接在干式变压器01绕组的不同位置，第一预设温度和第二预设温度既可分别选取上述温度范围内的某个值，也可根据实际需要设定为相等或者相近的两个温度值，如100±10℃。
显然，应用于不同型号的变压器01时，第一预设温度和第二预设温度可以根据安全需要灵活设定，而不局限于上述实施例举例说明的温度范围。
在上述实施例的基础上，本发明提供的变压器超温保护装置还包括中间继电器4，中间继电器4用来设置在变压器电路02中且用来在通电状态下控制变压器电路02断开。换句话说，变压器电路02的断开和对变压器01的隔离是通过中间继电器4实现，当变压器01隔离条件满足时也即，第二控制开关2闭合，且第一控制开关1和第三控制开关3中的至少一个闭合时，变压器超温保护装置的电路形成通路，中间继电器4处于通电状态，中间继电器4在电流作用下断开，控制变压器电路02断开，实现对变压器01的隔离保护。
进一步地，上述第一超温保护机构、第二超温保护机构和第三超温保护机构还连接报警装置，报警装置可采用三个不同型号的蜂鸣器，当第一控制开关1、第二控制开关2和第三控制开关3闭合时，三个不同型号的蜂鸣器发出警报，提示变压器01的工作状态。警报可根据需要设置为延时(如1s～3s)报警。
其中，上述第一超温保护机构与过负荷保护机构为延时保护机构，根据需要采用合适的延时动作开关即可，延时动作开关为现有技术，本申请不再对其结构和工作原理进行详细展开。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明所提供的变压器超温保护装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种变压器超温保护装置，其特征在于，包括：
过负荷保护机构，所述过负荷保护机构用以在变压器(01)超负荷时动作；
第一超温保护机构，所述第一超温保护机构用以在变压器(01)的温度超过第一预设温度时动作；
第二超温保护机构；
所述过负荷保护机构与所述第一超温保护机构并联，所述第二超温保护机构与并联后的所述过负荷保护机构和所述第一超温保护机构串联；
当所述第一超温保护机构或所述过负荷保护机构动作且变压器(01)温度超过第二预设温度时，所述第二超温保护机构动作以控制变压器电路(02)断开并隔离变压器(01)；
所述第一超温保护机构包括第一温度传感器(5)和连接所述第一温度传感器(5)的第一控制开关(1)；所述第二超温保护机构包括第二温度传感器(6)和连接所述第二温度传感器(6)的第二控制开关(2)；所述过负荷保护机构具体为过电流保护机构，所述过电流保护机构包括电流检测机构(7)和与所述电流检测机构(7)连接的第三控制开关(3)；还包括用以设于变压器电路(02)的中间继电器(4)，所述第一控制开关(1)闭合或所述第三控制开关(3)闭合且所述第二控制开关(2)闭合时，所述中间继电器(4)通电控制变压器电路(02)断开。
2.根据权利要求1所述的变压器超温保护装置，其特征在于，所述第二预设温度大于所述第一预设温度。
3.根据权利要求1或2所述的变压器超温保护装置，其特征在于，所述过负荷保护机构、所述第一超温保护机构和所述第二超温保护机构均连接有报警装置。
4.根据权利要求3所述的变压器超温保护装置，其特征在于，所述第一预设温度为80±5℃，所述第二预设温度为110±5℃。
5.根据权利要求4所述的变压器超温保护装置，其特征在于，所述第三控制开关(3)用以在工作电流大于变压器(01)额定电流的1.2倍时闭合。
6.根据权利要求5所述的变压器超温保护装置，其特征在于，所述过负荷保护机构，和/或，所述第一超温保护机构均为延时保护机构；
且所述第二超温保护机构为瞬时保护机构。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20231124 Address after: 615032 Xichang Industrial Park, Liangshan Yi Autonomous Prefecture, Sichuan Province Patentee after: XICHANG STEEL VANADIUM CO.,LTD., PANGANG Group Patentee after: PANGANG GROUP PANZHIHUA STEEL & VANADIUM Co.,Ltd. Patentee after: PANGANG GROUP PANZHIHUA IRON & STEEL RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd. Address before: 615032 Xichang Industrial Park, Liangshan Yi Autonomous Prefecture, Sichuan Province Patentee before: XICHANG STEEL VANADIUM CO.,LTD., PANGANG Group |
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| TR01 | Transfer of patent right |