CN201243195Y - 中小功率工频三相变压器启动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种中小功率工频变压器的启动装置，它的大功率小阻值电阻电路可以将变压器空载合闸产生的涌流值降低，大功率小阻值电阻通电时，电阻会发热，为了降低电阻发热带来的不安全因素，在电阻附近安装带有手动复位功能的温度传感器，温度传感器来控制电阻发热保护电路中的交流接触器。本实用新型的有益效果是，在不增大电流保护装置空气开关整定电流或者不使用对涌流不敏感的空气开关的情况下，可以使用计算机或者远程控制装置启动中小功率工频三相变压器，避免变压器空载或负载合闸时造成空气开关跳闸，减小电流、电压的波形畸变，避免变压器合闸时涌流引起的电力系统谐振。这种装置使用方便，应用范围广。

Description

中小功率工频三相变压器启动装置

技术领域

本实用新型涉及一种中小功率工频变压器的启动电路，具体是一种由大功率小阻值电阻电路部分和电阻发热保护电路部分组成的系统，可以实现主令开关控制交流接触器启动即实现计算机或远程控制。

背景技术

本实用新型是一种中小功率工频变压器的启动电路，它的大功率小阻值电阻电路可以将变压器空载合闸产生的涌流值降到接近变压器的额定电流。当变压器空载合闸或故障切除后电压恢复时，由于铁芯饱和会产生很大的励磁电流，在最不利的情形下，可达到正常励磁电流的上百倍，或者说可达到变压器额定电流的8到10倍。这一大大超过正常励磁电流的空载合闸电流称为涌流，变压器空载合闸时要产生涌流，涌流值一般为变压器额定电流的8到10倍，会引起电路保护装置如空气开关的跳闸。变压器空载合闸涌流的大小和铁芯饱和程度、铁芯的剩磁和合闸时电压的相角等因素有关。同时，在变压器空载合闸这一瞬变过程中，电流、电压的波形也会发生畸变，产生谐波，在一定的条件下，还可能会引起电力系统谐振，产生过电压。传统的中小功率变压器启动电路中，选用电流整定值大的空气开关或者使用对涌流不敏感的空气开关，因此在电路发生短路等故障时空气开关不跳闸，且合闸时产生谐波对其它机电装置存在不利影响。由于变压器在电压波形的波峰和波谷处合闸时涌流接近变压器额定电流，因此合闸的成功率呈现随机性，当空气开关的整定电流值为2倍的变压器额定电流值时，合闸的成功率为10％。传统的中小功率变压器合闸存在合闸成功率低或电路的安全性低的特点。与传统的中小功率变压器启动电路相比，本装置可以将涌流降低到最小程度，可以实现主令开关控制交流接触器启动即实现远程控制或计算机控制，具有电阻发热保护电路的保护功能，提高了安全性。

发明内容

本实用新型需要解决的技术问题是，克服背景技术的不足，提供一种结构简单合理，能够有效降低变压器空载合闸涌流即通过大功率小阻值电阻电路的电阻来降低涌流，同时大功率小阻值电阻作用时，电阻会发热，发热时间为2秒钟，为了降低电阻发热带来的不安全因素，在电阻附近加装带有手动复位的温度传感器温度探测装置，三个电阻分别安装有温度传感器温度探测装置来控制电阻发热保护电路中的交流接触器。

计算机或者远程启动装置的三相电源输出接电阻发热保护电路的输入，电阻发热保护电路输出接大功率小阻值电阻电路输入，大功率小阻值电阻电路输出接变压器的输入。

本实用新型的大功率小阻值电阻电路的主要元件为大功率小阻值的电阻，用电阻来改变涌流的曲线的时间常数和作用时间，从而大大降低涌流对电流保护装置的影响。电路的主要原理是用电阻降低涌流，避免变压器空载合闸时引起电力系统谐振。

本实用新型的大功率小阻值电阻电路的具体技术方案是，在变压器的星形或三角形初级绕组中，各串联一只无感电阻，无感电阻的两端接一对交流接触器的常开触点，交流接触器的线圈由时间继电器延时控制，考虑到涌流0.5—1.5秒的作用时间，延长时间设定应大于2秒钟。当大功率小阻值电阻电路输入三相工频电压时，变压器的三相绕组中有电流流过，由于绕组中串接有一定阻值的电阻，所以，涌流接近变压器额定电流，大功率小阻值电阻电路通电的同时，时间继电器开始计时，2秒钟后，交流接触器的常开触点变为常闭，触点将电阻短接，此时变压器的输入电压既是电阻发热保护电路的输入电压。电阻值应通过如下方法确定，使用可变电阻器作试验，电阻器的最小值为2欧姆，最大值为变压器空载时的初级绕组阻抗值的0.2倍，以1欧姆为1个梯级，每增加1欧姆试验1次，分别记录各个阻值下的串联电阻时的启动功能和电阻短路时的稳定性，试验时电阻发热保护电路的电源输入端安装整定值为2倍变压器额定电流的空气开关，启动时和电阻短路时空气开关不跳闸为成功，反之为失败。如串联电阻启动时启动成功的阻值是10、11、12、13、14、15、16等，电阻短路时是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12，取重合的三个数10、11、12的算术平均值11欧姆作为串联电阻的阻值，电阻功率由如下方法确定，功率，式中为电阻功率，为安全系数，此处，为负载额定电流，为前述的方法确定的电阻算术平均值。

电阻发热保护电路的具体技术方案是，有一个交流接触器控制三相交流电的输出即大功率小阻值电阻电路的输入，交流接触器的线圈与3个温度传感器的输出触点串联，温度传感器的输出触点为常闭，然后将线圈回路接在电阻发热保护电路的输入相线与地线之间，温度传感器的3个温度探测装置分别安装在大功率小阻值电阻电路的3个电阻附近，温度传感器的温度设定值由实验确定，温度值应调整到实现大功率小阻值电阻电路的启动功能，同时电阻发热不应对周围部件产生不良影响。

本实用新型的有益效果是，在不增大电流保护装置空气开关整定电流或者不使用对涌流不敏感的空气开关的情况下，可以使用计算机或者远程控制装置启动中小功率工频三相变压器，避免变压器空载或负载合闸时造成空气开关跳闸，减小电流、电压的波形畸变，避免变压器空载或负载合闸时涌流引起的电力系统谐振。

附图说明

图1是中小功率工频三相变压器启动装置的工作原理图及在应用中的工作原理。计算机或者远程控制装置的电源输出经过电流保护装置空气开关后进入中小功率工频三相变压器启动装置，输出接变压器。中小功率工频三相变压器启动装置主要由两部分组成，用于降低变压器空载合闸涌流的大功率小阻值电阻电路，用于探测大功率小阻值电阻电路的电阻温升并在必要时切断大功率小阻值电阻电路输入三相交流电的电阻发热保护电路。

图2是中小功率工频三相变压器启动装置的接线图。

图3是中小功率工频三相变压器启动装置的电阻发热保护电路。图3中的(10)、(11)、(12)是交流接触器的3个常开触点，(13)是交流接触器的线圈绕组。图3中的(5)、(6)、(14)是3个温度控制器，(7)、(8)、(9)是3个温度控制器的输出常闭触点，温度控制器的3个温度探测装置为图4中的(19)、(20)、(21)。

图4是中小功率工频三相变压器启动装置的大功率小阻值电阻电路。图4中的(25)是交流接触器的线圈绕组，(16)、(17)、(26)是交流接触器的3个常开触点，(24)是时间继电器，(23)是时间继电器的常开触点，(15)、(18)、(22)是3个大功率小阻值电阻。

具体实施方式

图1中计算机或远程控制装置的三相输出接电流保护装置空气开关，三相电流进入中小功率工频三相变压器启动装置的电阻发热保护电路，然后电流进入大功率小阻值电阻电路，当计算机或远程控制装置启动的2秒钟时间内，三相电流经过3个大功率小阻值电阻进入变压器，2秒钟后大功率小阻值电阻电路的时间继电器控制交流接触器动作，触点分别将电阻短接，启动工作完成。

图2中供电设备的三相交流电U、V、W经计算机或远程启动装置(1)进入电流保护装置空气开关(2)，进入中小功率工频三相变压器启动装置(3)，然后进入变压器初级绕组(4)。

在图3所示的电阻发热保护电路实施例中，3个温度控制器(5)、(6)、(14)，温度控制器的3个温度探测装置在图4中的(19)、(20)、(21)，温度控制器的3个输出触点(7)、(8)、(9)与交流接触器的线圈(13)串联连接，三相交流电经过交流接触器的3个触点(10)、(11)、(12)输出，当图4中的3个电阻的温度没有超过设定值时，(7)、(8)、(9)触点闭合，线圈(13)得电，交流接触器的3个触点(10)、(11)、(12)闭合，电阻发热保护电路向大功率小阻值电阻电路输出三相交流电，变压器得电工作。当图4中的3个电阻中有1个电阻的温度超过设定值时，(7)、(8)、(9)触点断开，线圈(13)失电，交流接触器的3个触点(10)、(11)、(12)断开，电阻发热保护电路向大功率小阻值电阻电路输出三相交流电被切断，变压器停止工作。

在图4所示的大功率小阻值电阻电路实施例中，3个大功率小阻值电阻(15)、(18)、(22)串联在电路的输入与输出端之间，交流接触器的3个触点(16)、(17)、(26)分别与3个电阻(15)、(18)、(22)并联，时间继电器(24)接在输入U相与N相之间，当计算机或远程控制装置启动向大功率小阻值电阻电路输入三相交流电时，时间继电器(24)通电开始计时，在2秒钟之内，三相交流电流经电阻，时间继电器到2秒时，时间继电器(24)的输出触点(23)闭合，交流接触器的线圈(25)得电，交流接触器的3个触点(16)、(17)、(26)将3个大功率小阻值电阻(15)、(18)、(22)短接，此时三相交流电经过3个触点(16)、(17)、(26)直接进入变压器的初级绕组图2中的(4)，实现中小功率工频三相变压器启动装置的启动功能。当变压器正常工作过程中，大功率小阻值电阻电路的交流接触器的触点(16)、(17)、(26)烧毁导致大功率小阻值电阻长时间工作或者时间继电器(24)功能失效导致交流接触器的线圈(25)无法得电，此时大功率小阻值电阻将长时间工作并发出热量，威胁机电设备的安全，温度控制器的3个温度探测装置(19)、(20)、(21)将温度报警信号传给图3中的温度控制器(5)、(6)、(14)，温度控制器控制电阻发热保护电路的交流接触器的触点断开，从而切断电阻发热保护电路的三相交流电输出，确保机电设备安全。

Claims (4)

1、一种用于中小功率工频三相变压器启动的保护装置，包括电阻发热保护电路和大功率小阻值电阻电路两部分，电阻发热保护电路置于启动保护装置的前端，大功率小阻值电阻电路置于启动保护装置的后端，其特征在于，该启动保护装置的大功率小阻值电阻电路用于降低变压器空载或负载合闸时涌流对供电设备电流保护装置空气开关的影响，避免空气开关等电流保护装置跳闸，电阻发热保护电路用于降低大功率小阻值电阻发热时对其它机电元件的影响，电阻发热保护电路用于避免因时间继电器和交流接触器故障造成变压器绕组串联的大功率小阻值电阻的长时间通电发热而烧毁相关机电设备。

2、根据权利要求1所述的电阻发热保护电路，其特征在于：由交流接触器、带有手动复位功能的温度控制器构成，3个大功率小阻值电阻均安装温度控制器温度感应探头，3个温度传感器输出的常闭触点和交流接触器的线圈均串联连接，当大功率小阻值电阻电路的交流接触器或时间继电器等元件出现故障时，只要有1个电阻发热温度超过设定值，交流接触器将跳闸而切断电阻发热保护电路的三相交流电输出，此时3个大功率小阻值电阻中没有电流流过，电阻停止发热，需要手动启动温度控制器，电阻发热保护电路才能够继续输出三相交流电给大功率小阻值电阻电路，从而给变压器送电。

3、根据权利要求1所述的大功率小阻值电阻，其特征在于：电阻的功能是改变变压器空载合闸涌流曲线的时间常数，降低涌流峰值，从而避免供电设备的空气开关跳闸，避免电力系统谐振产生，电阻值应通过如下方法确定，使用可变电阻器作试验，电阻的最小值为1欧姆，最大值为变压器空载时的初级绕组阻抗值的0.4倍，以1欧姆为1个梯级，每增加1欧姆试验1次，分别记录各个阻值下的串联电阻时的启动功能和电阻短路时的稳定性，试验时电阻发热保护电路的电源输入端安装整定值为2倍变压器额定电流的空气开关，启动时和电阻短接时空气开关不跳闸为成功，反之为失败。如串联电阻启动时启动成功的阻值是10、11、12、13、14、15、16等，电阻短路时是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12，取重合的三个数10、11、12的算术平均值11欧姆作为串联电阻的阻值，电阻功率由如下方法确定，功率P＝KI²R，式中P为电阻功率，K为安全系数，此处K＝2，I为负载额定电流，R为前述的方法确定的电阻算术平均值。

4、根据权利要求1所述的大功率小阻值电阻电路，其特征在于：由大功率小阻值的电阻、交流接触器、时间继电器构成，在三相输入和输出电路中间串联大功率小阻值电阻，使用交流接触器的三个常开触点分别与三个电阻并联，时间继电器的通电延时时间设定为大于涌流作用时间，在涌流作用时间内变压器绕组中串联大功率小阻值电阻，当涌流作用结束后，时间继电器控制交流接触器的触点动作，将电阻短接，此时变压器的输入电压为市电额定电压。

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