[发明专利]自保护恒压电力变压器

说明书

本发明涉及一种有载自动调压电力变压器，尤其是一种能通过内置电子转换开关自动调整输出端电压，使之平稳保持在一个恒定的设计要求范围；并能通过内部电子开关自动切除变压器输出端故障，对自身进行保护的自保护恒压电力变压器。

目前，已知的电力变压器主要是由机箱，铁芯，分别套绕在铁芯上的三相一、二次线圈，机械式中性点转换开关构成。转换开关主要是用于调整变压器输出电压。机械式转换开关又分无载转换开关和有载电动转换开关两种。无载转换开关由于不能带电操作而失去了实用价值；有载电动转换开关由于附加了许多延长接点、附加电阻和带动其转换的电动机，使机械构造变得十分复杂和笨重；转换时间长、调压不平稳、不易频繁操作，因此不能对输出电压进行及时的调整；对输出端故障还需要外设保护和笨重的自动或电动开关进行。

本发明的目的是提供一种由内置电子式组合开关，这种开关在机械构造上是一个可以独立的整体部件，它能自动调整变压器的输出端电压，使之维持在一个恒定的设计要求范围；并能通过该开关自动切除变压器输出端故障的自保护恒压电力变压器。

本发明的目的是这样实现的：在电力变压器星形接线的三相线圈末端，各设置一组带多个分接抽头的调压线圈，其首尾与三相线圈的末端，各分接抽头与中性点之间都是通过电子组合开关连接和转换的。通过转换各分接抽头与中性点的连接以及调压线圈与三相线圈连接方向的转换，使线圈匝数的投入增加或减少，使变压器的变比改变，从而达到调整输出端电压的目的；电子式组合开关的调压转换和故障切除是根据输入输出电压采样和电流采样的变化，由组合开关内的微控制器进行比较判断后发出的控制信号进行工作的。电子式组合开关的调压转换开关由于是装在星形结线的中性点处，从理论上讲变压器在正常运行时，中性点位置上的电流、电压均处于零状态。因此，这对电子元件的运行是非常有利的，这也是本发明的支撑点和主要依据。虽然由于调压线圈的接入电子开关将承受一部分电流或三相不平衡电流，但这要比额定值小很多，如果不平衡电流超过范围，还可以通过保护切除。另外，电子开关还受微控制器内过零控制电路控制，使其在交流电过零区段时通断，这对变压器的电压调整也构成优势，使调整平稳，无冲击，而对电子开关本身也是一种保护。当变压器外部出现威胁电子开关正常运行的故障时，采样电路将信号输入微控制器，并由其决定发出断开所有电子开关的指令，以解除变压器输出及故障。当运行人员确认故障消除后，用设在变压器机箱外壁上的遥控或手动恢复开关使变压器恢复运行。

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

图1是已知变压器的横剖视图；

图2是本发明实施例去端盖的俯视图；

图3是本发明实施例各电路电连接图。

图中，1.机箱  2.变压器油  3.端盖  4.三相铁芯  5.三相线圈，6.调压线圈抽头  7.机械式电动转换开关  8.调压线圈  9.电子组合开关  10.电流采样电路  11.电子方向开关  12.输入电压采样及直流电源电路  13.输出电压采样电路  14.微控制器电路  15.电子转换开关16.运行恢复开关电路  17.中性点  18.接插件

在图1中，已有变压器调压用机械式电动转换开关(7)体积较大，占变压器总体积的近1/3；

在图2所示实施例中，虚线框内所示的各电路元件组成独立的整体部件，电子组合开关(9)体积较小，装置在端盖(3)以下与铁芯(9)之间的空间仍有空裕，使变压器总体积减少近1/3。而(10)至(15)的各电子电路元件均装置于组合开关(9)内。

在图3所示的实施例中，电子式组合开关(9)通过电流采样电路(10)输入电压采样及直流电源电路(12)、输出电压采样电路(13)、微控制器电路(14)、电子方向开关(11)、电子转换开关(15)和附设在变压器机箱外壁上的运行恢复开关电路(16)相互电连接构成。变压器输出恒压范围的维持是通过输入、输出电压采样电路的采样变化，通过微控制器(14)控制电子方向开关(11)，转换电压调整线圈(8)与三相线圈(5)末端的连接方向，使三相线圈感应电压减小或增加；而调压线圈抽头(6)与中性点(17)是通过微控制器控制，由电子转换开关(15)改变其不同的抽头连接，进行分级电压调整的。各相电压调整线圈(8)匝数的确定和其抽头(6)个数的确定是按需要调整的电压变化和恒压精度范围按匝数电压比设置确定的。超过规定电压调整范围的电压变化或电子开关不能承受的电流变化都会由微控制器(14)判断为故障，而令所有电子开关断开，达到变压器自保护的作用。