CN204243728U - 变压器过载保护报警装置 - Google Patents

Abstract

一种变压器过载保护报警装置，包括初级线圈、次级线圈和铁芯，所述初级线圈两端设有两个用于接外部电源的接线端子，所述变压器初级线圈输入端接有电流互感器；所述电流互感器还接有过载保护电路，所述过载保护电路包括感应电路，第一延时电路，第二延时电路，报警电路，保护电路，过载超时保护开关，超载保护开关；每个模块相对独立设置，既可以有效的配合，又可以便于维修，而且方便了每个电路模块的设置改进，在变压器电流过高时起到一个跳断保护和提醒的作用，防止变压器长时过载或者短时超载。

Description

变压器过载保护报警装置

技术领域

本实用新型涉及一种变压器装置,更具体地说，它涉及变压器过载保护报警装置。

背景技术

变压器(Transformer)利用互感原理。变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)。主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。按用途可以分为：配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、油浸式变压器、单相变压器、电炉变压器、整流变压器等。但是虽然变压器的输入电压一般是恒定值，但是由于负载的阻抗可能不同，所以变压器的工作电流也可能发生变化，如果其载荷在额定范围之内，那么正常工作对变压器的影响较小，如果超过额定范围，也就是业内常说的变压器过载，在长时间的过载电流作用下，很容易造成绝缘老化，发生匝间短路，造成安全隐患。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于变压器过载保护装置。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种变压器过载保护报警装置，包括初级线圈、次级线圈和铁芯，所述初级线圈两端设有两个用于接外部电源的接线端子，其特征在于：所述变压器初级线圈输入端接有电流互感器；所述电流互感器还接有过载保护电路，所述过载保护电路包括感应电路，用于检测变压器的线电流大小，当变压器线电流高于第一预设值时，输出第一异常信号，当变压器线电流高于第二预设值时，输出超载跳断信号；第一延时电路，接收第一异常信号，并输出第一延时信号；第二延时电路，接于第一延时电路，接收第一延时信号，并输出第二延时信号；报警电路，接于第一延时电路，接收第一延时信号，并输出报警信号；保护电路，接于第二延时电路和报警电路，接收第二延时信号，并输出过载超时跳断信号；过载超时保护开关，开关设置为常闭，接于接线端子与初级线圈之间，接收到超时跳断信号时，跳断变压器与外部电源之间的连接；超载保护开关，开关设置为常闭，接于接线端子与初级线圈之间，响应于超载跳断信号，跳断变压器与外部电源之间的连接。

这样一来，当变压器线电流高于第一预设值时，感应电路感应到异常状态，向第一延时电路发送第一异常信号，第一延时电路接收到异常信号，经过短时间的延时，确定发送过来的第一异常信号无误，那么向第二延时电路以及报警电路发送第一延时信号，报警电路报警提醒使用者异常情况，如果一段时间过载异常情况仍然未被处理，那么第二延时电 路会向保护电路发送第二延时信号，保护电路触发过载超时保护开关动作，从而跳断变压器与外部电源之间的连接关系，起到防止变压器长时间工作在过载的条件下的作用，如果变压器负载在这个过程中持续增加，检测到的线电流大小达到第二预设值，那么无论任何情况，都会跳断超载保护开关，以保护变压器不会因为过载或超载而导致绝缘子损坏，造成匝间短路或引发其他危险事故，如果使用者认为异常情况解决，可手动复位过载超时保护开关和超载保护开关，从而使变压器恢复正常使用状态，结构合理，大大提高了变压器实用的安全性。

本实用新型可以进一步设置为：所述感应电路包括采样单元，用于将所述电流互感器中的电流值转变为采样电压；基准单元，提供第一基准电压和第二基准电压；比较单元，用于比较输出过载信号和超载信号，当采样电压高于第一基准电压时，输出过载信号，当采样电压高于第二基准电压时输出超载信号；响应单元，响应于过载信号输出第一异常信号，响应于超载信号输出超载跳断信号。

本实用新型可以进一步设置为：所述采样单元包括第一二极管，其阳极接于电流互感器；稳压电容，串联于第一二极管和电流互感器之间；第一电阻，其接于稳压电容和第一二极管连接所形成的节点。这样一来，可以将输入的电流信号转换成电压信号，便于信号的测试比较，电路拓扑简单，易于实现。

本实用新型可以进一步设置为：所述基准单元包括第一基准模块，包括串联在电源两端的第二电阻和第三电阻，其连接的节点提供第一基准电压；第二基准模块，包括串联在电源两端的第六电阻和第七电阻，其连接的节点提供第二基准电压。这样一来，通过电阻就和获取第一基准电压和第二基准电压，用于提供比较单元比较，电压稳定，且结构简单，使比较结果也较为精确。

本实用新型可以进一步设置为：所述比较单元包括第一比较器，其正输入端接于稳压电容和第一电阻连接形成的节点，其负输入端接于第二电阻和第三电阻形成的节点，其输出端输出过载信号；第二比较器，其正输入端接于稳压电容和第一电阻连接形成的节点，其负输入端接于第六电阻和第七电阻形成的节点，其输出端输出超载信号。通过比较器比较其两端电压值，以输出相应信号用于控制的功能的前提下，降低了电路设计的成本。

本实用新型可以进一步设置为：所述响应单元包括第一NPN管，其基极响应于超载信号，其集电极接于电源高电平；第三继电器线圈，其一端接于第一NPN管发射极，其另一端接地；第二NPN管，其基极响应于过载信号，其集电极接于电源高电平；第一继电器线圈，其一端接于第二NPN管发射极，其另一端接地。NPN管开关频率和反应速度都较快，且结构简单。

本实用新型可以进一步设置为：所述基准单元还包括第三基准模块，包括串联在电源 两端的第四电阻和第五电阻，其连接的节点形成第三基准电压；所述比较单元还包括第三比较器，其正输入端接于第四电阻和第五电阻形成的节点，其负输入端接于稳压电容和第一电阻连接形成的节点，其输出端输出欠流信号。响应单元还包括一或门，其一输入端接于第一比较器输出端，其另一输入端接于第三比较器输出端，其输出端接于第二NPN管的基极。加设了一个第三基准电压，就可以检测当变压器线电流非常小时，将电路判断为短路，欠流信号和过载信号只要有一个为高电平时就会导通或门，且两者不会同时为高电平，结构简单，更进一步减小了电路的安全隐患。

本实用新型可以进一步设置为：所述第一延时电路包括第一继电器常开触点，一端接于外部电源，响应于第一继电器线圈，开关状态设置为常开；第一延时继电器线圈，一端接于第一继电器常开触点，另一端接地。

通过第一延时继电器线圈的短时延时设置，如果第一继电器常开触点上的衔铁被吸合，那么第一延时继电器线圈中就会有电流流过，但是如果第一继电器常开触点被吸合瞬时，又因为负荷正常或者其他情况断开，那么第一延时继电器线圈重新计时，保证不会向第二延时电路和报警电路发送错误信号。

本实用新型可以进一步设置为：所述第二延时电路包括第一延时继电器常开触点，响应于第一延时继电器线圈，一端接于外部电源，开关状态设置为常开；第二延时继电器线圈，一端接于第一延时继电器常开触点，另一端接于报警电路。

当第一延时电路判断无误，向第二延时电路发送信号时，同时会导通报警电路报警，并给使用者一段时间处理过载或者欠流异常问题，如果一段时间内，问题得到合理解决，那么第一延时继电器接收不到第一延时继电器线圈中发送持续的异常信号而断开，从而断开报警电路，使变压器正常工作，如果一段时间后，过载或者欠流异常情况任然无法得到妥善解决，那么第二延时继电器线圈会向保护电路发送信号，跳断变压器与电源之间的连接。

本实用新型可以进一步设置为：所述保护电路包括第二继电器线圈，一端接于外部三相电路，用于控制保护开关动作；第二延时继电器常闭触点，响应于第二延时继电器线圈，一端接于第二继电器线圈，另一端接中性地，开关状态设置为常闭。

通过这样设置，一旦第二延时电路中发送延时信号，第二继电器线圈吸合保护开关跳断，从而起到一个保护的作用，这样设置，结构简单，且反应速度较快。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：每个模块相对独立设置，既可以有效的配合，又可以便于维修，而且方便了每个电路模块的设置改进，在变压器电流过高时起到一个跳断保护和提醒的作用，防止变压器长时过载或者短时超载。

附图说明

图1为变压器和感应部分的原理图；

图2为响应部分原理图；

图3为感应部分原理图；

图4为本实用新型结构示意图。

附图标记：1、电流互感器；2、感应电路；2.1、采样单元；2.2、第一基准模块；2.3、第三基准模块；2.4、第二基准模块；2.5、比较单元；2.6、响应单元；3、第一延时电路；4、第二延时电路；5、报警电路；6、保护电路。 

具体实施方式

参照图1至图3对本实用新型的实施例做进一步说明。

一种变压器T过载保护报警装置，包括初级线圈、次级线圈和铁芯，初级线圈两端设有两个用于接外部电源的接线端子，其特征在于：变压器T初级线圈输入端接有电流互感器1；电流互感器1还接有过载保护电路6，过载保护电路6包括感应电路2，用于检测变压器T的线电流大小，当变压器T线电流高于第一预设值时，输出第一异常信号，当变压器T线电流高于第二预设值时，输出超载跳断信号；第一延时电路3，接收第一异常信号，并输出第一延时信号；第二延时电路4，接于第一延时电路3，接收第一延时信号，并输出第二延时信号；报警电路5，接于第二延时电路4，接收第一延时信号，并输出报警信号；保护电路6，接于第二延时电路4和报警电路5，接收第二延时信号，并输出过载超时跳断信号；过载超时保护开关KM2，开关设置为常闭，接于接线端子与初级线圈之间，接收到超时跳断信号时，跳断变压器T与外部电源之间的连接；超载保护开关KM3，开关设置为常闭，接于接线端子与初级线圈之间，响应于超载跳断信号，跳断变压器T与外部电源之间的连接。

感应电路2包括采样单元2.1，用于将电流互感器1中的电流值转变为采样电压；基准单元，提供第一基准电压和第二基准电压；比较单元2.5，用于比较输出过载信号和超载信号，当采样电压高于第一基准电压时，输出过载信号，当采样电压高于第二基准电压时输出超载信号；响应单元2.6，响应于过载信号输出第一异常信号，响应于超载信号输出超载跳断信号。

采样单元2.1包括第一二极管，其阳极接于电流互感器1；稳压电容，串联于第一二极管和电流互感器1之间；第一电阻R1，其接于稳压电容和第一二极管连接所形成的节点。这样一来，可以将输入的电流信号转换成电压信号，便于信号的测试比较，电路拓扑简单，易于实现。

基准单元包括第一基准模块2.2，包括串联在电源两端的第二电阻R2和第三电阻 R3，其连接的节点提供第一基准电压；第二基准模块2.4，包括串联在电源两端的第六电阻R6和第七电阻R7，其连接的节点提供第二基准电压；第三基准模块2.3，包括串联在电源两端的第四电阻R4和第五电阻R5，其连接的节点形成第三基准电压。第二电阻R2、第四电阻R4和第六电阻R6阻值选为100欧，第三电阻R3阻值优选为570欧，第五电阻R5阻值优选为10欧，第七电阻R7阻值优选为1千欧。这样第一基准电压小于第二基准电压，且第三基准电压最小。

比较单元2.5包括第一比较器U1，其正输入端接于稳压电容和第一电阻R1连接形成的节点，其负输入端接于第二电阻R2和第三电阻R3形成的节点，其输出端输出过载信号；第二比较器U2，其正输入端接于稳压电容和第一电阻R1连接形成的节点，其负输入端接于第六电阻R6和第七电阻R7形成的节点，其输出端输出超载信号；第三比较器U3，其正输入端接于第四电阻R4和第五电阻R5形成的节点，其负输入端接于稳压电容和第一电阻R1连接形成的节点，其输出端输出欠流信号。

响应单元包括第一NPN管Q1，其基极响应于超载信号，其集电极接于电源高电平；第三继电器线圈，其一端接于第一NPN管Q1发射极，其另一端接地；第二NPN管Q2，其基极响应于过载信号，其集电极接于电源高电平；第一继电器线圈，其一端接于第二NPN管Q2发射极，其另一端接地；一或门，其一输入端接于第一比较器输出端，其另一输入端接于第三比较器输出端，其输出端接于第二NPN管Q2的基极。

第一延时电路3：包括第一继电器KM1开关，一端接于外部电源，响应于第一继电器KM1线圈，开关状态设置为常开。第一延时继电器线圈KT1，一端接于第一继电器KM1开关，另一端接地，当接收到感应电路1中的第一异常信号时，第一继电器KM1开关导通，并延时0.1秒，用于判断传输过来的异常信号是否出错，0.1秒后输出第一延时信号。所述的延时继电器线圈型号选为JSZ3系列，时间设置为0.1秒。

第二延时电路4，接于第一延时电路2，接收第一延时信号，并输出第二延时信号。包括第一延时继电器常开触点KT1，响应于第一延时继电器线圈KT1，一端接于外部电源，开关状态设置为常开。第二延时继电器线圈KT2，一端接于第一延时继电器常开触点KT1，另一端接于报警电路4。所述的延时继电器线圈型号选为JSZ3系列，时间设置为3分钟。延时时间设置为3分钟，一旦3分钟后变压器温度仍然异常，那么就会触发保护电路5对整个用电器进行保护，防止损坏。

报警电路5，接于第二延时电路3，接收第一延时信号，并输出报警信号，用于提醒使用者温度环境异常。包括报警灯，一端接于第二延时继电器线圈KT2。蜂鸣器SP，一端接于报警灯，其另一端接地。蜂鸣器SP型号选为LZQ-2715B220V，报警灯EL型号选为 LTE5071J。

保护电路6，接于第二延时电路3和报警电路4，接收第二延时信号，并输出电源跳断信号。第二继电器线圈，一端接于外部三相电路，用于控制过载超时保护开关KM2动作。第二延时继电器常闭触点KT2，响应于第二延时继电器线圈KT2，一端接于第二继电器线圈KM2，另一端接中性地，开关状态设置为常闭。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种变压器过载保护报警装置，包括初级线圈、次级线圈和铁芯，所述初级线圈两端设有两个用于接外部电源的接线端子，其特征在于：所述变压器初级线圈输入端接有电流互感器；所述电流互感器还接有过载保护电路，所述过载保护电路包括

感应电路，用于检测变压器的线电流大小，当变压器线电流高于第一预设值时，输出第一异常信号，当变压器线电流高于第二预设值时，输出超载跳断信号；

第一延时电路，接收第一异常信号，并输出第一延时信号；

第二延时电路，接于第一延时电路，接收第一延时信号，并输出第二延时信号；

报警电路，包括蜂鸣器和报警灯，接于第一延时电路，接收第一延时信号，并输出报警信号；保护电路，接于第二延时电路和报警电路，接收第二延时信号，并输出过载超时跳断信号；过载超时保护开关，开关设置为常闭，接于接线端子与初级线圈之间，接收到超时跳断信号时，跳断变压器与外部电源之间的连接；

超载保护开关，开关设置为常闭，接于接线端子与初级线圈之间，响应于超载跳断信号，跳断变压器与外部电源之间的连接。

2.根据权利要求1所述的变压器过载保护报警装置，其特征在于：所述感应电路包括

采样单元，用于将所述电流互感器中的电流值转变为采样电压；

基准单元，提供第一基准电压和第二基准电压；

比较单元，用于比较输出过载信号和超载信号，当采样电压高于第一基准电压时，输出过载信号，当采样电压高于第二基准电压时输出超载信号；

响应单元，响应于过载信号输出第一异常信号，响应于超载信号输出超载跳断信号。

3.根据权利要求2所述的变压器过载保护报警装置，其特征在于：所述采样单元包括

第一二极管，其阳极接于电流互感器；

稳压电容，串联于第一二极管和电流互感器之间；

第一电阻，其接于稳压电容和第一二极管连接所形成的节点。

4.根据权利要求3所述的变压器过载保护报警装置，其特征在于：所述基准单元包括

第一基准模块，包括串联在电源两端的第二电阻和第三电阻，其连接的节点提供第一基准电压；

第二基准模块，包括串联在电源两端的第六电阻和第七电阻，其连接的节点提供第二基准电压。

5.根据权利要求4所述的变压器过载保护报警装置，其特征在于：所述比较单元包括

第一比较器，其正输入端接于稳压电容和第一电阻连接形成的节点，其负输入端接于第二电阻和第三电阻形成的节点，其输出端输出过载信号；

第二比较器，其正输入端接于稳压电容和第一电阻连接形成的节点，其负输入端接于第六电阻和第七电阻形成的节点，其输出端输出超载信号。

6.根据权利要求5所述的变压器过载保护报警装置，其特征在于：所述响应单元包括

第一NPN管，其基极响应于超载信号，其集电极接于电源高电平；

第三继电器线圈，其一端接于第一NPN管发射极，其另一端接地；

第二NPN管，其基极响应于过载信号，其集电极接于电源高电平；

第一继电器线圈，其一端接于第二NPN管发射极，其另一端接地。

7.根据权利要求6所述的变压器过载保护报警装置，其特征在于：所述基准单元还包括

第三基准模块，包括串联在电源两端的第四电阻和第五电阻，其连接的节点形成第三基准电压；

所述比较单元还包括

第三比较器，其正输入端接于第四电阻和第五电阻形成的节点，其负输入端接于稳压电容和第一电阻连接形成的节点，其输出端输出欠流信号；

响应单元还包括一或门，其一输入端接于第一比较器输出端，其另一输入端接于第三比较器输出端，其输出端接于第二NPN管的基极。

8.根据权利要求2或3或4或5或6或7所述的变压器过载保护报警装置，其特征在于：所述第一延时电路包括

第一继电器常开触点，一端接于外部电源，响应于第一继电器线圈；

第一延时继电器线圈，一端接于第一继电器常开触点，另一端接地。

9.根据权利要求8所述的变压器过载保护报警装置，其特征在于：所述第二延时电路包括第一延时继电器常开触点，响应于第一延时继电器线圈，一端接于外部电源；

第二延时继电器线圈，一端接于第一延时继电器常开触点，另一端接于报警电路。

10.根据权利要求9所述的变压器过载保护报警装置，其特征在于：所述保护电路包括

第二继电器线圈，一端接于外部三相电路，用于控制保护开关动作；

第二延时继电器常闭触点，响应于第二延时继电器线圈，一端接于第二继电器线圈，另一端接中性地。