专利名称:配电变压器单相三相运行自动切换装置的制作方法
提出本运行方式及发明实施本运行方式的专用自动切换装置是为降低配电变压器空载损耗达到节电的目的。
按《变压器》刊，1986.7期《由旧系列电力变压器改造成节能变压器的可行性分析》所述，“我国变压器配备率约占发电量的10％左右，其中中小型的约为发电量的5.5倍左右，八十年起逐年增长的中小型电力变压器约在15000兆伏安左右，在电工产品中占有较大的比重。这些变压器中的极大部分属于非低损耗产品。”为了降低变压器空耗，近年全国各地对按老系列标准生产的变压器不同量地采取了或试行了更、改途经；少数地方对排、关专用变压器配套了《空载自动装置》；为了降低10千伏网路线损，又采取了无功电容补偿途经。淘汰老系列标准的变压器，更新为新系列节能变压器，故然是较彻底的办法，但是投资较大；走改造老系列标准的路子，一般为铜改铝，且多为降容改造。由于降容对用户也是个限制，推广普及是有条件的，而且投资也较大。当代科技发展日新月异，S7系列变压器刚刚定型生产，更新型节能的S9系列变压器近期也将问世。因此，对出厂时间不长，质量尚好的按老系列标准生产的变压器是否用很多投资更、改为S7标准，应于甚重，宜应探讨其它节能途经，因地制宜，权衡利弊。《农村电气化》1986.5期所载《配电变压器空载自切开关》系指二次负荷小到一定程度，变压器一次全停。它仅适用于排、灌提水专用变压器，用于一般民用负荷的变压器上，无法保证在多数用户不用电时间，个别用户的单独用电，而且恢复送电需要人力合用。无功电容补偿可降低线路损耗，但不能降低变压器的空耗。
本发明的目的是，避免和克服上述不足。根据全国农村用电负荷率低，用电负荷曲线峰、谷极不均衡，降低空耗为节能的主攻方面这一特点，提出对以生活用电为主及不定时或仅单班生产的农付加工，排灌用电等一般具有农村负荷性质的变压器，采取单相／三相运行方式，即空、轻载时，变压器一次甩一边相，单相运行，同时满足二次各相用户少量的单相用电；负荷较大或需用三相动力时，变压器又自动恢复为正常三相运行。本发明的任务是为实施上述运行方式设计一种专用自动切换装置。
装置的构成，主要是《自动开关箱》，再就是《三相电源呼唤器》和《电力自动计时器》，《自动开关箱》上部、有一只高压开关它系一个双断点，桥形隔离开关，空气灭弧介质，据有自我清蚀作用的动动、静触头系统。其作用是开、合配电变压器某边相电流。《自动开关关箱》下部为低压开关它系由GJ10－100型交流接触器改型而而成。改型内容，一是改主触头三常开，为二常开－常闭或一常开一常常闭。同时保证原设计的断开间隙和触头接触压力；二是更换、伸长合闸摇臂，以便在其上延接绝缘臂，进而附设高压动触头。在新摇臂上，将要为合闸位置保持机构——锁扣杆配装滚子和微动开关；三是增大合闸线圈合闸功率φ0.9／650匝，同时使山型静铁芯及其绕组牢固于底板。合闸位置保持机构为锁扣杆，里端活铰接于后面底板上，前端从合闸摇臂开口穿出。锁扣杆前端带有向下钩形直角卡肩，在合闸终了时正好卡在滚子上；在锁扣杆里端活铰点前部上面，装有“一”字形跳闸动啣铁，对正“一”字型动啣铁，上方有悬挂于底板的的山字形跳闸静铁芯及跳闸线圈TQ，线圈为φ0.31／1240匝。为满足跳闸时间(0.1秒)的要求，在合闸摇臂装有附加跳闸弹簧和跳闸油缓冲器。《自动开关箱》中部尚有电流检测板，向前伸出接线柱，以备接线，后面装有电流变换器，前后由环氧绝缘板隔绝，密封不透气。《自动开关箱》内部还有带电磁屏蔽的控制盒，其内部装有电子控制电路及输出继电器，具体参见(图4)。控制电路前部电压形成和最大值输出电路，借鉴了《电力工程设计手册》(4)第2524页，图52－3电路，但有很大改进和简化。控制电路后半部，独特设计了由三只晶体三极管和一只场效应管组成的具有输入信号，短延时(躲过低压短路电流冲击时间)输出；输出信号退出，长延时输出的无触点与非门典型电路。为扩大电子电路输出继电器接点容量，单独配置了由GJ10－10构成的中间继电器。《自动开关箱》的后面，为观察高压开关开合位置及接触情况，留有观察窗，还有安装检修门。整个开关箱对其内部设备具备气候密封的功能。《自动开关箱》顶部予留4个罗丝柱，为夏日日光强烈地区配装遮阳板而设。开关箱高压开关和低压开关的各项机电性能均满足按负荷开关条件要求，控制10KV／100KVA变压器所应达到的各项指标。《三相电源呼唤器》由一个适当阻值的电阻、一只380V指示灯和一个启动钮组成《电力自动记时器》市场已有成品出售。
农村配电变压器采取单相／三相运行方式，单相运行时较三相运行，变压器空耗减少60－65％；空载电流减少60％。补偿变压器固定无功的电容器容量可大大减少或省略。节能绝对值对JB500－64和JB1300－1304－73标准系列产品的变压器效果最显著，对S7、S9系列产品也有一定节电效果。变压器容量越大，节能绝对值越大。经测算，在具备前述农村负荷性质的配电变压器上配用此装置，采用单相／三相运行，SJ系列变压器本体铜、铁耗较原来三相运行一年节能值100KVA－2150度；50KVA－1300度；30KVA－850度。如果在一个拥有72名配电变压器、平均容量为30KVA。SJ系列占60％，SL系列占40％，配电线路单相等值电阻为7.7Ω的农村供电网路内全部配用本装置，一年内在10KV线路上节能可达12000度，平均每台30KVA变压器节约165度线损。按上计算，以效益较小的SJ－30／10而言，一年共节能1015度，按0.1元／度计，则1015元一套装置费用300－350元，3－4年可换面。如果考虑无功电容补偿量还可大大减少，效益将更加明显；采取改造的途经，30KVA一年节电1300度，计130元折算为等容改造费用计1300元，不计算，需10年换面；采取更新的途经。节能仍为130元，投资为2300元，不计算17.7年换面。可见，在农村配电变压器上配用本装置，实现单相／三相运行其节电经济效果是显著的。
附图图面说明图1、本发明自动切换装置结构原理接线图。
图2、自动开关箱、外形三视图。
图3、自动开关箱内部结构布置示意图。
图4、自动控制电子电路原理图。
图1所示(1)开关箱壳体部分、(2)控制盒、(3)中间继电电器，(4)CJ10－100交流接触器辅助开关、(5)附加跳闸弹簧、(6)跳闸缓冲器、(7)、微动开关、(8)合位置保持机构——锁扣杆、(9)零线接线柱、(10)相线接线柱6个、(11)电流变换器3个、(12)C3相控制用电源接线柱、(13)开关箱控制电源总保险，位于变台下易于检查更换的地方、(14)电力自动计时器。一个低压网只需一个、(15)三相电源呼唤器，一个三相动力用电场所设一个。
图2所示(1)出线管活动内接头、(2)接线箱门、(3)高压导电杆瓷套管(长尾132)、(4)遮阳板、(5)进线管活动内接头、(6)安装检修门、(7)、观察窗。
图3所示(1)附加跳闸弹簧、(2)进线管活动内接头、(3)高压静触头、(4)高压活动绝缘臂、(5)跳闸线圈、(6)合闸摇臂、(10)油缓冲器、(11)电流变换器、(12)铜导体、(13)高压动触头导电杆、(14)予留螺丝柱、(15)侧面玻璃复合绝缘层。
装置工作原理是当变压器低压三相电流均小于整定值时，控制电路BG1由截止变导通，BG由于C6放电而截止，BG3截止，BG4继续导通，开关保持合闸位置，历时10分左右时，C6放电完了，BG2导通，BG3也导通，BG4截止，J发出跳闸(零电位)信号，经交流接触器辅助常开接头启动跳闸线圈，动作跳闸，(跳闸完了，跳闸电源也中断)变压器处于单相运行状态(B、C相)同时变压器二次a相负荷，并接于b相电源，变压器低压aO相被交流接触器常闭触点短路，低压各单相用户少量用电基本得以保证；相反，当低压侧任一相负荷电流大于整定值时，或启动《三相电源呼唤器》时，控制电路D12导通，D13截止，BG1因C5充电延时3－－4秒截止，BG2导通(同时C6充电)，BG3导通，BG4导通，J吸合，发出合闸(零电位)信号，通过微动开关启动中间继电器，合闸线圈受400V电压吸合，锁扣杆因重力落下钩住滚子，同时压回微动开关凸头，合闸中间继电器断电，合闸线圈也断电，变压恢复为三相正常运行。
农村配电变压器单相／三相运行方式的实施《自动开关箱》座落于变压器不带油枕的那一侧，可固定于变台横梁上，或在变台电柱上设一
型底架，在其上固定。10KV网路上多台装设本装置时，为使网路电流平衡，须注意使相临变台受控的边相、分别接于线路A、B、C相上。电流整定档，有6A、8A、12A、15A回档。三相动力电机负载率按60％计，不同档分别可保证网路内正常使用最小电机容量是6A－4.5KW，8A－7KW，12A－10KW，网路内不宜设3KW及以下三相电动机，如有则宜采用电容器补偿，改成正常单相运行。电流整定档次选得越高，节电效果越大，但受到低压网内三相电机容量的限制，低压线路压降的限制及变压容量大小，内阻抗大小的影响，要因地制宜地选择档次。投资与收益处理当用户投资配备本装置时，供电部门需凭电力自动记时数，核减收取用户变压器空载损耗电量电费；当供电企业统一投资为变压器配备本装置时，电力自动记时器可省略不用，仍按原来三相运行计收用户变压器空载损失电量电费，变压器及高压线路上节约的电量自然全部收益于供电企业自己。
配电变压器单相运行时，二次相电压较三相时较低，但是合理选择控制电流档次，在正常规划合理的低压网里，按《全国供用电规则》对供电电压质量的要求还是可以达到的。尤其当前农村高压网，由于采用了无功电容补偿，10KV线路电压在轻负荷时电压抬高，另外在低压用电低负荷时往往农村具有同一性，此时高压线路压降也小，变压器内部压降更小，故用户实受电压可以满足一般家用电器具对电源电压的要求。
权利要求
1.由外壳、高压开关、低压开关、电流控制和控制盒组成的配电变压器单相三相运行自动切换装置，其特征是低压开关的动臂与高压开关的动臂联动，用一套跳、合闸电磁铁同时自动完成高低压开关的切换。
2.按权利要求
1所述，其特征是低压开关主触头为两常开一常闭或一常开一常闭，有一个机械合闸保持机构。
3.按权利要求
1所述，其特征是控制盒的控制电路由三个晶体管和一个场效应管构成的，具有输入信号时短延时输出，输入信号退出时长延输出的无触点与非门电路。
专利摘要
配电变压器单相三相运行自动切换装置。是为了降低配电变压器空载损耗。本运行方式适用于生活用电为主及不定时或仅相班生产的农村加工、排灌用电等一般具有农村负荷性质的配电变压器，其容量在100KVA及以下，型号以JB500—64和JB1300—74系列产品效益最为明显。配用本装置年节能总数略低于通过改造旧系列变压器为节能变压器收到的节能总数。但节能经济价值与投资之比，前者远远大于后者。
文档编号H02B1/00GK87206773SQ87206773
公开日1988年1月6日 申请日期1987年4月22日
发明者刘运峰 申请人:吉林省梨树县农电设备修造厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan