CN204271613U - 用于控制变压器温升过高的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于控制变压器温升过高的装置，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，还包括温度保护电路，在接线端子与初级线圈之间设置有过温超时保护开关和超温保护开关，开关设置为常闭，当变压器工作过温，为了防止变压器长时间过温工作会在提示一段时间后跳断变压器与外部电源，如果变压器工作在超温（温度过高）状态下，直接跳断停止变压器工作。

Description

用于控制变压器温升过高的装置

技术领域

本实用新型涉及一种变压器装置,更具体地说，它涉及用于控制变压器温升过高的装置。

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。由于铁芯磁滞和涡流损耗、绕线的电阻损耗会使变压器产生较大的热量，且外界环境也会对变压器温度造成一定影响，但是变压器在长期过热使用的过程中，使绝缘逐渐老化，造成较大的安全隐患。

目前，市场上的(申请号为201310754719的中国专利公开了变压器防过热保护装置及控制方法)，包括控制器、对变压器的绝缘油进行测温的测温计、接收控制器信息的配变终端和接收配变终端所发出的信息的计量自动化系统后台；所述测温计、配变终端均与所述控制器电连接，所述配变终端具有发射端。但是这种变压器防过热保护装置结构复杂，容错率高，必须通过控制终端实现保护，对控制终端依赖性太强。

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提供用于控制变压器温升过高的装置。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种用于控制变压器温升过高的装置，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：还包括温度保护电路，所述温度保护电路包括感应电路，用于检测变压器温度，当变压器温度高于第一预设值时，输出第一异常信号，当变压器温度高于第二预设值时，输出超温跳断信号；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，并输出过温超时跳断信号；过温超时保护开关，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。超温保护开关，开关设置为常闭，接于接线端子与初级线圈之间，响应于超温跳断信 号时信号时，跳断变压器与外部电源之间的连接。

这样一来，当变压器温度高于第一预设值时，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，如果一段时间温度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，保护电路触发过温超时保护开关动作，从而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温度过高的条件下的作用，如果变压器温度在这个过程中持续升高，达到第二预设值，那么无论任何情况，都会跳断超温保护开关，以保护变压器不会因为温度过高而损坏或引发其他危险事故，如果使用者认为异常情况解决，可手动复位过温超时保护开关和超温保护开关，从而使变压器恢复正常使用状态。

本实用新型可以进一步设置为：所述感应电路包括第一采样单元，用于采样变压器温度，并输出第一采样信号；第一比较单元，提供第一比较信号；第一比较器，用于比较第一采样信号和第一比较信号，当第一采样信号高于第一比较信号时输出高电平；第一继电器线圈，一端接于第二比较器的输出端，另一端接地。通过第一采样单元提供第一采样信号，该采样信号随变压器内部温度变化而变化，当该采样信号高于第一比较信号时，通过比较器控制线圈内的电流通断，就可以输出第一异常信号，实现第一预设值的响应，结构简单，响应速度较快。

本实用新型可以进一步设置为：所述感应电路还包括第二采样单元，用于采样变压器温度，并输出第二采样信号；第二比较单元，提供第二比较信号；第二比较器，用于比较第二采样信号和第二比较信号，当第二采样信号高于第二比较信号时输出高电平；第三继电器线圈，一端接于第二比较器的输出端，另一端接地。通过第二采样单元提供第二采样信号，该采样信号随变压器内部温度变化而变化，当该采样信号高于第二比较信号时，通过比较器控制线圈内的电流通断，就可以输出超温跳断信号，实现第二预设值的响应，结构简单，响应速度较快。

本实用新型可以进一步设置为：所述第一比较单元包括第一电阻，一端接于电源电平；第二电阻，一端接于第一电阻，另一端接地；所述第一采样单元包括第三电阻，一端接于电源电平；第一正温度系数热敏电阻，一端接于第三电阻，其另一端接地。通过第一电阻和第二电阻分压行程的可作为第一比较信号的基准电压节点，和第三电阻和第一正温度系数热敏电阻之间形成的第二比较信号的基准电压节点之间的电压值比较，实现第一预设值的采样及比较的功能。一旦温度升高，第一正温度系数热敏电阻阻值增大，由于第三电阻阻值不变，那么第三电阻分到的电压减小，第一比较器正输入端电压增大，如果正输入端电压高 于负输入端电压，第一比较器就会输出持续的异常信号，完成异常的判断，这样设计，结构简单，且可以通过第一电阻和第二电阻的阻值变化改变其温度控制的范围，测量较为精确。通过这样设置，很好的起到一个温度环境过高时，都会通过第一继电器线圈发送异常信号到第一延时电路触发保护，切结构简单，大大节约了设计开发等成本。

本实用新型可以进一步设置为：所述第二比较单元包括第五电阻，一端接于电源电平；第六电阻，一端接于第一电阻，另一端接地；所述第二采样单元包括第七电阻，一端接于电源电平；第二正温度系数热敏电阻，一端接于第三电阻，其另一端接地。一旦温度升高，第一正温度系数热敏电阻阻值增大，由于第七电阻阻值不变，那么第七电阻分到的电压减小，第二比较器正输入端电压增大，如果正输入端电压高于负输入端电压，第二比较器就会输出持续的异常信号，完成异常的判断，这样设计，结构简单，且可以通过第五电阻和第六电阻的阻值变化改变其温度控制的范围，测量较为精确。通过这样设置，很好的起到一个温度环境过高时，切结构简单，大大节约了设计开发等成本。

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，又因为温度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温度异常问题，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，温度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：所述报警电路包括报警灯，一端接于第二延时继电器线圈；蜂鸣器，一端接于报警灯。

通过蜂鸣器和报警灯的串联设置，可以起到一个较好的报警作用，而且节约经济，能较好的满足使用者的需求。

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，在变压器温度过高时起到一个跳断保护和提醒的作用，防止变压器长时过温或者短时超温。

附图说明

图1为温度保护电路信号传递结构图；

图2为温度保护电路电路图；

图3为本实用新型的结构示意图；

附图标记：1、感应电路；2、第一延时电路；3、第二延时电路；4、报警电路；5、保护电路。

具体实施方式

参照图1至图2对本实用新型的实施例做进一步说明。

一种用于控制变压器T温升过高的装置，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：还包括温度保护电路5，所述温度保护电路5包括

感应电路1，用于检测变压器T温度，当变压器T温度高于第一预设值时，输出第一异常信号，当变压器T温度高于第二预设值时，输出超温跳断信号。其包括

由第一正温度系数热敏电阻R4和第三电阻组成的第一采样单元，用于采样变压器T温度，并输出第一采样信号，第三电阻一端接于电源电平。第一正温度系数热敏电阻R4一端接于第三电阻，其另一端接地。

由第一电阻R1和第二电阻R2组成的第一比较单元，提供第一比较信号，第一电阻R1一端接于电源电平。第二电阻R2一端接于第一电阻R1，另一端接地，其形成的节点提供第一基准电压。

由第二正温度系数热敏电阻R8R8和第七电阻R7组成的第二采样单元，用于采样变压器T温度，并输出第二采样信号，第七电阻R7一端接于电源电平。第二正温度系数热敏电阻R8一端接于第七电阻R7，其另一端接地，其形成的节点提供第二采样电压。

由第五电阻R5和第六电阻R6组成的第二比较单元，提供第二比较信号，第五电阻 R5一端接于电源电平。第六电阻R6一端接于第五电阻R5，另一端接地，其形成的节点提供第二基准电压(高于第一基准电压)。

第一比较器，用于比较第一采样信号和第一比较信号，当第一采样信号高于第一比较信号时输出高电平。

第二比较器，用于比较第一采样信号和第二比较信号，当第二采样信号高于第二比较信号时输出高电平。

第一三极管Q1，当第一比较器输出为高电平时导通，控制第一继电器线圈KM1得电流。

第二三极管Q2，当第二比较器输出为高电平时导通，控制第三继电器线圈KM3得电流。

第三继电器线圈KM3，第一继电器线圈KM1，一端接于第一三极管Q1发射极的输出端，另一端接地，第三继电器线圈KM3控制超温保护开关KM3动作，跳断变压器T工作。

第一继电器线圈KM1，一端接于第一三极管Q1发射极的输出端，另一端接地，第一继电器线圈KM1控制第一延时电路2的过温超时保护开关KM2动作。

第一电阻R1、第三电阻R3、第五电阻R5、第七电阻R7阻值设置为10千欧，第二电阻R2阻值选为570欧，第六电阻R6阻值选为5.7千欧，比较器选为LM339。

第一延时电路2：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3，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4，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5，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，用于控制过温超时保护开关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。

过温超时过温超时保护开关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。

超温过温超时保护开关KM2，开关设置为常闭，接于接线端子与初级线圈之间，响应于第二延时电路3，用于接收到第二延时信号时，跳断变压器与外部电源之间的连接。

所以，当温度高过第一预设值0.1秒后，报警灯闪烁，蜂鸣器响，如果在三分钟内使用者解决上述情况，那么报警停止，不影响变压器的正常使用，如果三分钟后，温度异常情况无法解决，使能保护电路5，跳断变压器T，起到一个过温超时保护的作用，当温度超过第二预设值时，直接控制超温过温超时保护开关KM2断开，跳断变压器T，起到一个超温保护的作用。

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 (9)

1.一种用于控制变压器温升过高的装置，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：还包括温度保护电路，所述温度保护电路包括

感应电路，用于检测变压器温度，当变压器温度高于第一预设值时，输出第一异常信号，当变压器温度高于第二预设值时，输出超温跳断信号；

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，并输出过温超时跳断信号；过温超时保护开关，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；

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

2.根据权利要求1所述的用于控制变压器温升过高的装置，其特征在于：所述感应电路包括

第一采样单元，用于采样变压器温度，并输出第一采样信号；

第一比较单元，提供第一比较信号；

第一比较器，用于比较第一采样信号和第一比较信号，当第一采样信号高于第一比较信号时输出高电平；

第一继电器线圈，一端接于第二比较器的输出端，另一端接地。

3.根据权利要求2所述的用于控制变压器温升过高的装置，其特征在于：所述感应电路还包括

第二采样单元，用于采样变压器温度，并输出第二采样信号；

第二比较单元，提供第二比较信号；

第二比较器，用于比较第二采样信号和第二比较信号，当第二采样信号高于第二比较信号时输出高电平；

第三继电器线圈，一端接于第二比较器的输出端，另一端接地。

4.根据权利要求2所述的用于控制变压器温升过高的装置，其特征在于：所述第一比较单元包括

第一电阻，一端接于电源电平；

第二电阻，一端接于第一电阻，另一端接地；

所述第一采样单元包括

第三电阻，一端接于电源电平；

第一正温度系数热敏电阻，一端接于第三电阻，其另一端接地。

5.根据权利要求3所述的用于控制变压器温升过高的装置，其特征在于：所述第二比较单元包括

第五电阻，一端接于电源电平；

第六电阻，一端接于第一电阻，另一端接地；

所述第二采样单元包括

第七电阻，一端接于电源电平；

第二正温度系数热敏电阻，一端接于第三电阻，其另一端接地。

6.根据权利要求2或3或4或5所述的用于控制变压器温升过高的装置，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。

7.根据权利要求6所述的用于控制变压器温升过高的装置，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。

8.根据权利要求7所述的用于控制变压器温升过高的装置，其特征在于：所述报警电路包括

报警灯，一端接于第二延时继电器线圈；

蜂鸣器，一端接于报警灯，其另一端接地。

9.根据权利要求8所述的用于控制变压器温升过高的装置，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。