[发明专利]一种三相交流电不平衡度及缺相检测保护变压器

说明书

技术领域

本发明涉及一种三相交流电的检测与保护装配，特别是对三相交流电不平衡程度进行检测与保护的电路。 

背景技术

电力是当今世界的主要能源，在电力应用中又以三相正弦交流电为主要形式。通常为了达到三相交流电系统的最佳应用状态，要求三相电源以平衡形式供电，即在任何时刻三相交流电的频率、电压大小都要求相等，三相电源相位互成120度，但实际供电中往往很难做到。在交流电参数中频率、相位是受发电机控制应用中不可能发生改变，只有电压受用电线路用电量大小的影响产生不等的电压降而引发电压不平衡情况。 

当电压不平衡情况发生时，电路平衡状态被打破电力系统中的用电器和供电装置运行性能由此而恶化；如电动机的输出扭矩减小、噪声增大，严重时会引发电力拖动系统崩溃等事故，故三相电路的平衡是供电系统的一个重要质量指标。如何检测这一重要指标呢当前通常采用的方法是在三相电路中接入三个电压表，读出三个电压表的读数来判断，当前尚没有见到专用仪器来测量三相交流电的不平衡度。 

三相交流电最大不平衡发生在缺相状态，即当三相电中的某一相断电剩下两相供电；更严重的是两相断电，电路变成单相供电。如电动机工作在不平衡或缺相状态时，电机内部的圆形旋转磁场就会变成椭圆形旋转磁场或脉振磁场，电动机的输出扭矩大大减小，生产机械有停机等危险。故实际工作中要极力避免缺相现象的发生。当出现缺相时电动机通常是选择停止工作，从而避免事故 的发生。 

市上常见的缺相保护器按原理分有二类：一类是运用电子技术为主要手段实现，典型的产品如专利号为ZL201020558559.3《全电子缺相保护控制器》、专利号ZL201220375418.7《缺相保护三相固态继电器》就是采用电阻分压或光电耦合器采集三相电信号，再将电信号送到运算放大器放大处理后控制电动机的主电路实现保护；另一类是运用继电器一接触器技术为主要手段的电气类缺相保护，典型产品如专利号ZL98215777.0《一套三相交流电动机缺相保护起动器》、专利号ZL201020650759.1《电机最末端缺相保护控制电路》采用的是在电路中串联继电器接触器，利用继电器或接触器线圈通电与断电引发触点的通断实现对电路的缺相保护。 

上述电路与产品共同的缺点是电路只能对缺相这一种特殊情况作出保护动作，对于三相电源严重不平衡无法判断与保护，实际使用中仍无法保护电动机因三相电源不平衡导致电机输出转矩不足引发的故障，在起重机械等特种设备使用中仍感到安全性不够；同时还存在电路结构复杂、遇到电气线路过电压脉冲干扰元件容易击穿烧毁、制造成本高等缺点。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服以往缺相保护只能对缺相情况提供有效保护的缺点，能够依据三相电压不平衡程度和生产机械特性需求提供三相不平衡保护和缺相保护动作，提高保护的可靠性；同时要求电路过载能力、抗干扰能力强，而且电路结构简单、成本低。 

本发明所要解决其技术问题采用的技术方案是：本发明变压器由三相原边绕组、三相副绕组、铁芯等组成一个三相电源变压器，其特征在于三相电源变压器原边的U、V、W三个绕组接成星形或三角形三相电路与电源三相连接， 副边的绕组中的U相绕组的尾与V相绕组的头连接、V相绕组的尾与W相绕组的头连接、U相绕组的头与W相绕组的尾作为绕组的两个输出端向外输出检测与保护信号。图1为本发明的电路原理图。 

如图示2是本变压器的一个应用特列，三相变压器原边线圈接成星形连接后接入三相电源，副边接本发明连接，电路中用一个电位器与继电器线圈串联，电位器与继电器串联后再与交流电压表并联，并联后电路的两个连接端与变压器的两个输出端连接。当三相电发生不平衡达到一定程度时，变压器输出电压达到继电器动作电压，继电器吸合动作，继电器的触头带动主电路控制接触器切断电源实现对电路的保护；调节电位器可以调节继电器的动作电压，实现不平衡度动作值的选择。电压表指标的电压值就是三相电瞬时的不平衡度，观察直观准确，大大方便了对不平衡度的监视与检测。 

本发明的优点与可取得的有益之处是电路采用过载能力极强的变压器为基本检测与保护元件，电气抗干扰能力强；可以根据需要调节保护动作时继电器的吸合动作电压，实现对三相电源不平衡度的定量保护，从而大大提高了电气保护的可靠性；同时本电路还能有效的指标出当前的三相电源瞬时的不平衡度，便于使用者监视设备的工作状况，系统所需要基本元件来源广泛、制造成本低廉。 

附图说明

附图1为本发明变压器的电路原理图，原边连接成星形或三角形接法，副边按本发明技术方案连接而成保护变压器。