專利名稱：中小功率工頻三相變壓器啟動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種中小功率工頻變壓器的啟動電路，具體是一種由大功率小阻值電阻 電路部分和電阻發(fā)熱保護(hù)電路部分組成的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)主令開關(guān)控制交流接觸器啟動即實 現(xiàn)計算機或遠(yuǎn)程控制。
背景技術(shù)：
本實用新型是一種中小功率工頻變壓器的啟動電路，它的大功率小阻值電阻電路可以將 變壓器空載合閘產(chǎn)生的涌流值降到接近變壓器的額定電流。當(dāng)變壓器空載合閘或故障切除后 電壓恢復(fù)時，由于鐵芯飽和會產(chǎn)生很大的勵磁電流，在最不利的情形下，可達(dá)到正常勵磁電流 的上百倍，或者說可達(dá)到變壓器額定電流的8到10倍。這一大大超過正常勵磁電流的空載合 閘電流稱為涌流，變壓器空載合閘時要產(chǎn)生涌流，涌流值一般為變壓器額定電流的8到10倍， 會引起電路保護(hù)裝置如空氣開關(guān)的跳閘。變壓器空載合閘涌流的大小和鐵芯飽和程度、鐵芯 的剩磁和合閘時電壓的相角等因素有關(guān)。同時，在變壓器空載合閘這一瞬變過程中，電流、電 壓的波形也會發(fā)生畸變，產(chǎn)生諧波，在一定的條件下，還可能會引起電力系統(tǒng)諧振，產(chǎn)生過 電壓。傳統(tǒng)的中小功率變壓器啟動電路中，選用電流整定值大的空氣開關(guān)或者使用對涌流不 敏感的空氣開關(guān)，因此在電路發(fā)生短路等故障時空氣開關(guān)不跳閘，且合閘時產(chǎn)生諧波對其它 機電裝置存在不利影響。由于變壓器在電壓波形的波峰和波谷處合閘時涌流接近變壓器額定 電流，因此合閘的成功率呈現(xiàn)隨機性，當(dāng)空氣開關(guān)的整定電流值為2倍的變壓器額定電流值 時，合閘的成功率為10%。傳統(tǒng)的中小功率變壓器合閘存在合閘成功率低或電路的安全性低 的特點。與傳統(tǒng)的'l'小功率變壓器啟動電路相比，本裝置可以將涌流降低到最小程度，可以 實現(xiàn)主令開關(guān)控制交流接觸器啟動即實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制或計算機控制，具有電阻發(fā)熱保護(hù)電路的 保護(hù)功能，提高了安全性。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型需要解決的技術(shù)問題是，克服背景技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單合理，能 夠有效降低變壓器空載合閘涌流即通過大功率小阻值電阻電路的電阻來降低涌流，同時大功 率小阻值電阻作用時，電阻會發(fā)熱，發(fā)熱時間為2秒鐘，為了降低電阻發(fā)熱帶來的不安全因 素，在電阻附近加裝帶有手動復(fù)位的溫度傳感器溫度探測裝置，三個電阻分別安裝有溫度傳 感器溫度探測裝置來控制電阻發(fā)熱保護(hù)電路中的交流接觸器。
計算機或者遠(yuǎn)程啟動裝置的三相電源輸出接屯阻發(fā)熱保護(hù)電路的輸入，電阻發(fā)熱保護(hù)電 路輸出接大功率小阻值電阻電路輸入，大功率小阻值電阻電路輸出接變壓器的輸入。
本實汁j新型的大功率小阻值電阻電路的主要兀件為大功率小阻值的電阻，汁」電阻來改變涌流的曲線的時間常數(shù)和作用時間，從而大大降低涌流對電流保護(hù)裝置的影響。電路的主要 原理是用電阻降低涌流，避免變壓器空載合閘時引起電力系統(tǒng)諧振。
本實用新型的大功率小阻值電阻電路的具體技術(shù)方案是，在變壓器的星形或三角形初級 繞組中，各串聯(lián)一只無感電阻，無感電阻的兩端接一對交流接觸器的常開觸點，交流接觸器 的線圈由時間繼電器延時控制，考慮到涌流0. 5—1. 5秒的作用時間，延長時間設(shè)定應(yīng)大于2 秒鐘。當(dāng)大功率小阻值電阻電路輸入三相工頻電壓時，變壓器的三相繞組中有電流流過，由 于繞組中串接有一定阻值的電阻，所以，涌流接近變壓器額定電流，大功率小阻值電阻電路 通電的同時，時間繼電器開始計吋，2秒鐘后，交流接觸器的常開觸點變?yōu)槌ｉ]，觸點將電 阻短接，此時變壓器的輸入電壓既是電阻發(fā)熱保護(hù)電路的輸入電壓。電阻值應(yīng)通過如下方法 確定，使用可變電阻器作試驗，電阻器的最小值為2歐姆，最大值為變壓器空載時的初級繞 組阻抗值的0.2倍，以l歐姆為l個梯級，每增加l歐姆試驗l次，分別記錄各個阻值下的 串聯(lián)電阻時的啟動功能和電阻短路時的穩(wěn)定性，試驗時電阻發(fā)熱保護(hù)電路的電源輸入端安裝 整定值為2倍變壓器額定電流的空氣開關(guān)，啟動時和電阻短路時空氣開關(guān)不跳閘為成功，反 之為失敗。如串聯(lián)電阻啟動吋啟動成功的阻值是10、 11、 12、 13、 14、 15、 16等，電阻短路 時是l、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12，取重合的三個數(shù)10、 11、 12的算術(shù)平均值 11歐姆作為串聯(lián)電阻的阻值，電阻功率由如下方法確定，功率，式中為電阻功率，為安 全系數(shù)，此處，為負(fù)載額定電流，為前述的方法確定的電阻算術(shù)平均值。
電阻發(fā)熱保護(hù)電路的具體技術(shù)方案是，有一個交流接觸器控制三相交流電的輸出即大功 率小阻值電阻電路的輸入，交流接觸器的線圈與3個溫度傳感器的輸出觸點串聯(lián)，溫度傳感 器的輸出觸點為常閉，然后將線圈回路接在電阻發(fā)熱保護(hù)電路的輸入相線與地線之間，溫度 傳感器的3個溫度探測裝置分別安裝在大功率小阻值電阻電路的3個電阻附近，溫度傳感器 的溫度設(shè)定值由實驗確定，溫度值應(yīng)調(diào)整到實現(xiàn)大功率小阻值電阻電路的啟動功能，同時電 阻發(fā)熱不應(yīng)對周圍部件產(chǎn)生不良影響。
本實用新型的有益效果是，在不增大電流保護(hù)裝置空氣開關(guān)整定電流或者不使用對涌流 不敏感的空氣開關(guān)的情況下，可以使用計算機或者遠(yuǎn)程控制裝置啟動中小功率工頻三相變壓 器，避免變壓器空載或負(fù)載合閘時造成空氣開關(guān)跳閘，減小電流、電壓的波形畸變，避免變 壓器空載或負(fù)載合閘時涌流弓I起的電力系統(tǒng)諧振。

圖1是中小功率工頻三相變壓器啟動裝置的工作原理圖及在應(yīng)用中的工作原理。計算機 或者遠(yuǎn)程控制裝置的電源輸出經(jīng)過電流保護(hù)裝置空氣開關(guān)后進(jìn)入中小功率工頻三相變壓器啟 動裝置，輸出接變壓器。中小功率工頻三相變壓器啟動裝置主要由兩部分組成，用于降低變 壓器空載合閘涌流的大功率小阻值電阻電路，用于探測大功率小阻值電阻電路的電阻溫升并 在:必要吋切斷大功率小阻值電阻電路輸入三相交流電的電阻發(fā)熱保護(hù)電路。圖2是中小功率工頻二相變壓器啟動裝置的接線圖。
圖3是中小功率工頻三相變j玉器啟動裝置的電阻發(fā)熱保護(hù)電路。圖3中的(10)、 (11)、 (12)是交流接觸器的3個常開觸點，(13)是交流接觸器的線圈繞組。圖3中的(5)、 (6)、 (14)是3個溫度控制器，(7)、 (8)、 (9)是3個溫度控制器的輸出常閉觸點，溫度控制器 的3個溫度探測裝置為圖4中的(19)、 (20)、 (21)。
圖4是中小功率工頻:二.相變壓器啟動裝置的大功率小阻值電阻電路。圖4中的(25)是 交流接觸器的線圈繞組，(16)、 (17)、 (26)是交流接觸器的3個常開觸點，(24)是時間繼 電器，(23)是時間繼電器的常開觸點，(15)、 (18)、 (22)是3個大功率小阻值電阻。
具體實施方式

圖1中計算機或遠(yuǎn)程控制裝置的三相輸出接電流保護(hù)裝置空氣開關(guān)，三相電流進(jìn)入中小 功率工頻三相變壓器啟動裝置的電阻發(fā)熱保護(hù)電路，然后電流進(jìn)入大功率小阻值電阻電路， 當(dāng)計算機或遠(yuǎn)程控制裝置啟動的2秒鐘時間內(nèi)，三相電流經(jīng)過3個大功率小阻值電阻進(jìn)入變 壓器，2秒鐘后大功率小阻值電阻電路的時間繼電器控制交流接觸器動作，觸點分別將電阻 短接，啟動工作完成。
圖2中供電設(shè)備的三相交流電U、 V、沐經(jīng)計算機或遠(yuǎn)程啟動裝置(1)進(jìn)入電流保護(hù)裝置 空氣開關(guān)(2)，進(jìn)入中小功率工頻三相變壓器啟動裝置(3)，然后進(jìn)入變壓器初級繞組(4)。 在圖3所示的電阻發(fā)熱保護(hù)電路實施例中，3個溫度控制器(5)、 (6)、 (14)，溫度控制 器的3個溫度探測裝置在圖4中的(19)、 (20)、 (21)，溫度控制器的3個輸出觸點(7)、 (8)、
(9)與交流接觸器的線圈(13)串聯(lián)連接，三相交流電經(jīng)過交流接觸器的3個觸點(10)、
(11)、 (12)輸出，當(dāng)圖4中的3個電阻的溫度沒有超過設(shè)定值時，(7)、 (8)、 (9)觸點閉 合，線圈U3)得電，交流接觸器的3個觸點(10)、 (11)、 (12)閉合，電阻發(fā)熱保護(hù)電路 向大功率小阻值電阻電路輸出三相交流電，變壓器得電工作。當(dāng)圖4屮的3個電阻'l'有1個 屯阻的溫度超過設(shè)定值吋，(7)、 (8)、 (9)觸點斷開，線圈(13)失電，交流接觸器的3個 觸點(10)、 (11)、 (12)斷開，電阻發(fā)熱保護(hù)電路向大功率小阻值電阻電路輸出三相交流電 被切斷，變壓器停止丄作。
在圖4所示的大功率小阻值電阻電路實施例中，3個大功率小阻值電阻(15)、 (18)、 (22) 串聯(lián)在電路的輸入與輸出端之間，交流接觸器的3個觸點(16)、 (17)、 (26)分別與3個電 阻(15)、 (18)、 (22)并聯(lián)，時間繼電器(24)接在輸入U相與N相之間，當(dāng)計算機或遠(yuǎn)程 控制裝置啟動向大功率小阻值電阻電路輸入三相交流電時，時間繼電器(24)通電開始計時， 在2秒鐘之內(nèi)，三相交流電流經(jīng)電阻，時間繼電器到2秒時，時間繼電器(24)的輸出觸點
(23)閉合，交流接觸器的線圈(25)得屯，交流接觸器的3個觸點(16)、 (17)、 (26)將 3個大功率小阻值電阻(15)、 (18)、 (22)短接，此時三相交流電經(jīng)過3個觸點(16)、 (17)、
(26)直接進(jìn)入變壓器的初級繞組圖2 '|'的(4)，實現(xiàn)'l'小功率工頻三相變壓器啟動裝置的啟動功能。當(dāng)變壓器正常工作過程中，大功率小阻值電阻電路的交流接觸器的觸點(16)、 (17)、 (26)燒毀導(dǎo)致大功率小阻值電阻長時間工作或者時間繼電器(24)功能失效導(dǎo)致交 流接觸器的線圈(25)無法得電，此時大功率小阻值電阻將長時間工作并發(fā)出熱量，威脅機 電設(shè)備的安全，溫度控制器的3個溫度探測裝置(19)、 (20)、 (21)將溫度報警信號傳給圖 3中的溫度控制器(5)、 (6)、 (14)，溫度控制器控制電阻發(fā)熱保護(hù)電路的交流接觸器的觸點 斷開，從而切斷電阻發(fā)熱保護(hù)電路的三相交流電輸出，確保機電設(shè)備安全。
權(quán)利要求1、一種用于中小功率工頻三相變壓器啟動的保護(hù)裝置，包括電阻發(fā)熱保護(hù)電路和大功率小阻值電阻電路兩部分，電阻發(fā)熱保護(hù)電路置于啟動保護(hù)裝置的前端，大功率小阻值電阻電路置于啟動保護(hù)裝置的后端，其特征在于，該啟動保護(hù)裝置的大功率小阻值電阻電路用于降低變壓器空載或負(fù)載合閘時涌流對供電設(shè)備電流保護(hù)裝置空氣開關(guān)的影響，避免空氣開關(guān)等電流保護(hù)裝置跳閘，電阻發(fā)熱保護(hù)電路用于降低大功率小阻值電阻發(fā)熱時對其它機電元件的影響，電阻發(fā)熱保護(hù)電路用于避免因時間繼電器和交流接觸器故障造成變壓器繞組串聯(lián)的大功率小阻值電阻的長時間通電發(fā)熱而燒毀相關(guān)機電設(shè)備。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電阻發(fā)熱保護(hù)電路，其特征在于由交流接觸器、帶有手動復(fù)位功能的溫度控制器構(gòu)成，3個大功率小阻值電阻均安裝溫度控制器溫度感應(yīng)探頭，3個溫度傳感 器輸出的常閉觸點和交流接觸器的線圈均串聯(lián)連接，當(dāng)大功率小阻值電阻電路的交流接觸器 或時間繼電器等元件出現(xiàn)故障時，只要有1個電阻發(fā)熱溫度超過設(shè)定值，交流接觸器將跳閘 而切斷電阻發(fā)熱保護(hù)電路的三相交流電輸出，此時3個大功率小阻值電阻中沒有電流流過， 電阻停止發(fā)熱> 需要手動啟動溫度控制器，電阻發(fā)熱保護(hù)電路才能夠繼續(xù)輸出三相交流電給 大功率小阻值電阻電路，從而給變壓器送電。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率小阻值電阻，其特征在于電阻的功能是改變變壓器空載合閘涌流曲線的時間常數(shù)，降低涌流峰值，從而避免供電設(shè)備的空氣開關(guān)跳閘，避免電力系統(tǒng) 諧振產(chǎn)生，電阻值應(yīng)通過如下方法確定，使用可變電阻器作試驗，電阻的最小值為1歐姆，最大值為變壓器空載時的初級繞組阻抗值的0. 4倍，以1歐姆為1個梯級，每增加1歐姆試 驗l次，分別記錄各個阻值下的串聯(lián)電阻時的啟動功能和電阻短路時的穩(wěn)定性，試驗時電阻 發(fā)熱保護(hù)電路的電源輸入端安裝整定值為2倍變壓器額定電流的空氣開關(guān)，啟動時和電阻短 接時空氣開關(guān)不跳閘為成功，反之為失敗。如串聯(lián)電阻啟動時啟動成功的阻值是10、 il、 12、 13、 14、 15、 16等，電阻短路吋是1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12，取重合的三 個數(shù)IO、 11、 12的算術(shù)平均值11歐姆作為串聯(lián)電阻的阻值，電阻功率由如下方法確定，功 率尸=^727 ，式中尸為電阻功率，夂為安全系數(shù)，此處《=2 ， /為負(fù)載額定電流，/ 為前述的方法確定的電阻算術(shù)平均值。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的大功率小阻值電阻電路，其特征在于由大功率小阻值的電阻、交 流接觸器、時間繼電器構(gòu)成，在三相輸入和輸出電路中間串聯(lián)大功率小阻值電阻，使用交流 接觸器的三個常開觸點分別與三個電阻并聯(lián)，時間繼電器的通電延時時間設(shè)定為大于涌流作 用時間，在涌流作用時間內(nèi)變壓器繞組中串聯(lián)大功率小阻值電阻，當(dāng)涌流作用結(jié)束后，時間 繼電器控制交流接觸器的觸點動作，將電阻短接，此時變壓器的輸入電壓為市電額定電壓。
專利摘要本實用新型公開了一種中小功率工頻變壓器的啟動裝置，它的大功率小阻值電阻電路可以將變壓器空載合閘產(chǎn)生的涌流值降低，大功率小阻值電阻通電時，電阻會發(fā)熱，為了降低電阻發(fā)熱帶來的不安全因素，在電阻附近安裝帶有手動復(fù)位功能的溫度傳感器，溫度傳感器來控制電阻發(fā)熱保護(hù)電路中的交流接觸器。本實用新型的有益效果是，在不增大電流保護(hù)裝置空氣開關(guān)整定電流或者不使用對涌流不敏感的空氣開關(guān)的情況下，可以使用計算機或者遠(yuǎn)程控制裝置啟動中小功率工頻三相變壓器，避免變壓器空載或負(fù)載合閘時造成空氣開關(guān)跳閘，減小電流、電壓的波形畸變，避免變壓器合閘時涌流引起的電力系統(tǒng)諧振。這種裝置使用方便，應(yīng)用范圍廣。
文檔編號H02H7/04GK201243195SQ200820127720
公開日2009年5月20日 申請日期2008年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者孫艷飛, 秦本科, 譚鐵仁 申請人:譚鐵仁