CN1225525A - 电力变压器无触点电子有载调压装置 - Google Patents

Abstract

电力变压器无触点电子有载调压装置是属于电力系统输配电过程中高压变压器带负荷情况下的电压调整装置,它是利用晶闸管替代以往机械式调压开关的机械接点,实现有载调压装置的全电子无触点化。由于采用计算机控制、新型保护措施和晶闸管的高压电流过零触发等先进技术,因此本装置具有无机械动作、不产生电弧、动作速度快(完成一次调压时间小于20ms)、安全可靠、节能、价格低等优点。

Description

电力变压器无触点电子有载调压装置

本发明属于电力系统输配电过程中的高压变压器带负荷情况下的电压调整装置。

电压是电能质量的主要指标之一。它的高、低对用电设备的寿命，产品质量等有着极大关系，而有载调压装置又是保证在供电不间断的状态下进行电压变化调整的装置，国外工业发达的国家中有载调压装置的使用已基本普及，我国变压器有载调压装置的使用数量也在迅速增加，然而目前在高压电力变压器上使用的有载调压装置中的调压开关皆为机械式开关，开关的调整变换都由机械接点动作完成，这种调压开关在保证电能质量方面起了很大作用，技术也已成熟，但它们仍存在发生机械故障、动作速度慢、产生电弧、体积大等机械固有缺点。

本发明的目的是利用电子元器件代替机械接点，从而实现电力变压器有载调压装置的全电子无触点化，克服机械性方面的缺点。

本发明的解决方案是：电力变压器的无触点电子调压分为光电遥控调压和自动调压。遥控调压时，首先操作遥控器，遥控器的光信号被接收器接收以后经过处理送给计算机，计算机运算处理后的信号再经形成电路推动晶闸管的触发电路，操纵晶闸管的开通与关闭，达到调解变压器分接头的作用，实现无触点调整电压的目的。为了防止整个操作回路不带电或出现其它异常时变压器被烧毁，本装置专门设置了相应保护回路，保障变压器在任何情况下不至因使用本装置而烧毁。本装置的控制回路直流电源由电力变压器的两个分接头供给，与次级侧无直接关系。而当采用自动调压时，计算机由自动检测回路提供信号，再经过计算机处理送给信号形成回路，驱动相应晶闸管触发电路，达到自动调整电压的目的。

本发明的研究与实践证明：本装置与目前的机械型调压装置相比，它具有无机械动作、不产生电弧、动作速度快(20MS完成转换)，由于遥控操作与自动调压，因此非常安全，元件损耗小，加上补偿，可实现节能，价格低。

附图描述了本发明在10KV变压器上的一个最佳实施例。

图1是本发明的原理框图。

图2是本发明的变压器调压装置无触点开关电路图。

图3a和图3b是本发明的遥控电路与自动检测电路图。

图4是本发明的单片机控制流成图。

图5是本发明的控制信号流程图。

图6是本发明的晶闸管高压电流过零触发电路图。

图7是本发明的电压平安保护器电路图。

图8是调压装置的直流电源回路图。

图9是调压装置的晶闸管集中散热结构图。

见图1，变压器绕组(8)上装有无触点开关(5)，当起控器(1)动作后发出信号给计算机(2)识别处理，计算机(2)的输出信号又经过信号形成电路(3)送给高压电流过零触发器(4)，触发作为无触点开关(5)的相应晶闸管。为了保障变压器线圈的安全，设有电压平安保护器(6)，本装置的直流电源由直流稳压电源(7)供给。

见图2，本调压装置的无触点开关是由接在变压器线圈(8)各抽头上的双向高压晶闸管(9)及其辅助电路组合而成。这些辅助电路包括接在各个晶闸管(9)两端的阻容吸收电路(13)，接在晶闸管回路的快速熔断器(12)，接在变压器线圈中间抽头上的电压平安保护器(6)和转换过渡高压双方晶闸管(10)及限流电阻(11)。

图3a是本装置起控器(1)为遥控方式下的集成电路图。遥控发射器(14)采用LC2190，所发射信号经含有接收管的CX20106集成放大电路(15)和LC2200接收解调器(16)组成。输出端A、B、C、D、E、F与发射器(14)的控制键K6、K5、K4、K3、K2、K1相对应，本例采用3路。调解器(14)的12脚与电源相接，输出为互锁状态。

图3b是本装置的起控器(1)在自动调压下的自动检测电路图，由比较器(17)和(18)及与非门(19)电路组成。比较器(17)的基准电压取U1，当测量电压U＞U1时，比较器(17)输出为正。比较器(18)的基准电压取U2，当测量电压U＜U2时，比较器(18)输出为正。再通过与非门(19)逻辑关系，构成本例所需三路信号输出给计算机(2)，并采用延迟10秒动作，本例比较器采用LM339，与非门采用74LS00集成电路。

本装置采用PS1008型单片机。针对起控器电路送来的信号，计算机的输入、输出和变压器线圈档位有下表关系：

控制器发射部分	单片机输入	单片机输出	变压器档位
				0	---	P1N5	2
1	P1N5	P1N4	1
				2	P1N2	P1N5	2
3	P1N3	P1N6	3

在变压器给电过程中，计算机(20)上电前瞬间，保护平安器(6)动作，变压器可安全运行。计算机(2)带电后，输出P1N5使变压器处于2档运行。之后平安保护器(6)自动退出保护，操作进入正常。见图4，计算机的程序控制按流程框图进行，零回路为转换回路。

见图5，本调压装置控制部分的信号形成回路由RC延迟电路(20)和HC132集成电路(21)组成。它将计算机送来的各个信号通过HC132以后完成A、B、C三相信号的形成，送给变压器三相的各个晶闸管的触发电路(4)，并且在1、2、3回路中各有一指示灯(22)。

见图6，本发明为了使变压器输出波形为正弦波，该装置的高压双向晶闸管触发电路(4)采用高压电流过零触发，它由耐压1800伏，电流3安培的高压固体继电器(23)、限流电阻(24)和电阻(25)组成。

见图7，本装置的电压平安保护器(6)是为保护操作回路上电过程和故障情况而设置，它由电容器(26)、(27)和双向二极管(28)及高压双向晶闸管(29)组成。高压双向晶闸管的导通由双向二极管(28)的击穿电压和电容器(26)、(27)上的分压值决定。

见图8，控制回路的直流电源由一个电源变压器(30)，经整流桥(31)，滤波电容器(32)和三端稳压器(33)组成，输出稳定电压5伏。自动检测的电网测量电压由该电源变压器的另一绕组，经整流桥(34)和压降电阻(35)供给。电源变压器(30)的初级交流电压为电力变压器分接头级电压，接到变压器线圈(8)的任意两个分接头上，与变压器的次级没有直接关系。

见图9，触点开关(5)的晶闸管集中散热结构包括金属外壳(36)、支架(37)、绝缘油(38)、晶闸管(9)与小型散热器(39)及盖(40)组成。

Claims (11)

1，一种电力变压器无触点电子有载调压装置，其特征在于起控器(1)、计算机(2)、信号形成电路(3)、高压电流过零触发电路(4)、无触点开关(5)、电压平安保护器(6)、直流电源(7)全部电子化。

2，根据权力要求1所述的无触点电子有载调压装置，其特征在于电压平安保护器(6)、直流电源(7)、无触点开关(5)、高压电流过零触发电路(4)、信号形成电路(3)、计算机(2)、起控器(1)的遥控接收放大电路(15)和接收解调器(16)与自动检测比较器(17)、(18)及与非门逻辑电路(19)处在同变压器线圈(8)同样的高电位下对变压器进行调控及正常运行。

3，根据权利要求2所述的无触点电子有载调压装置，其特征在于高压双向晶闸管(9)接到变压器线圈(8)的抽头上成为无触点开关元件。

4，根据权利要求3所述的无触点电子有载调压装置，其特征在于高压双向晶闸管的触发信号由高压固本继电器构成的高压电流过零触发电路(4)提供。

5，根据权利要求4所述的无触点电子有载调压装置，其特征在于高压固体继电器的控制信号形成电路(3)把计算机识别后的输出信号形成平行的A、B、C三相控制信号供给。

6，根据权利要求1和5所述的无触点电子有载调压装置，其特征在于高压固体继电器与无触点开关(5)的控制过程由计算机(2)识别处理。

7，根据权利要求6所述的无触点电子有载调压装置，其特征在于起控器(1)是由光电控制式遥控发射器(14)和带有放大电路(15)的接收解调器(16)对本装置进行调控。

8，根据权利要求1和7所述的无触点电子有载调压装置，其特征在于起控器(1)在自动调压方式时由电源变压器(36)、整流桥(34)、降压电阻(35)、比较器(17)、(18)和与非门(19)构成自动检测电路调控。

9，根据权利要求1和8所述的无触点电子有载调压装置，其特征在于调压装置的直流电源由电源变压器(30)、整流桥(31)、滤波电容(32)和三端稳压器构成，输出电压5伏。电源变压器初级电压为电力变压器线圈(8)的调压抽头级电压。

10，根据权利要求1和2所述的无触点电子有载调压装置，其特征是由电容器(26)、(27)、双向二级管(28)和高压双向晶闸管(29)组成了电压平安保护器(6)。

11，根据权利要求1和3所述的无触点电子有载调压装置，其特征在于高压双向晶闸管(9)的晶闸管集中散热结构由金属外壳(36)、支架(37)、绝缘油(38)、晶闸管(9)与小型散热器(39)及盖(40)组成。

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