专利名称：电力变压器防雷、节能、输出电网电不伤人的制作方法
技术领域：
本创造发明涉及一种电力变压器，其电压等级为10千伏/0.4千伏Y-Y电力变压器，当人体触地接触电网电压四线之一时没有触电的感觉，同时具有防雷、节能功能的电力变压器防雷、节能、输出电网电不伤人。
背景技术：
目前所有10千伏/0.4千伏Y-Y电力变压器低压线圈的中性线都采用接地的方式，因大地为零电压，当变压器的中性线接地后称之为零线，正因为中性线接地后其输出的三根相线对大地构成三组220伏的对地电压，当人体触及大地再接触电网电压，三根相线的任何一根相线对人体都会造成触电伤害甚至死亡。目前变压器因中性线接地，当雷电击在任何一根相线时，即便是使用了低压避雷器，击在任何一根相线上的雷电通过低压避雷器接地会产生避雷残压峰值，残压峰值电流通过相线进入变压器低压线圈接入大地是雷电击坏变压器线圈重要原因。关于中性线接地有多种说法，虽然中性线接地是解决了零序电压，但零序电流接地是一个无形的损耗电流，当变压器输出为三相负荷不平衡产生零序电压，正常情况下这个零序电压并不高，当三相输出故障或发生短路时导致三相输出电压严重不平衡，空气开关会自动保护。三根相线输出为单相时，它与单相照明变压器一样，相当于三台单相照明变压器地线共同连接一个公共点，构成一根中性线，其输出电流都是从相线通过用电器回到中性线流回各自的线圈。而单相照明变压器二次侧接地，目的是消除静电以及排除不必要的电容效应。然而煤矿矿井用变压器，其中性线是要求不接地，是为了安全及防止触电、漏电。轮船、军舰用发电机中性线根本无法接地，同样正常运行。本创造发明可使中性线不接地，避免了零序接地电流的浪费，使输出的三相四线对地不产生触电伤人电压，能防止变压器故障时高压侧电源窜至低压侧造成危险，同时使高压断路开关保护，又消除静电以及排除不必要的电容效应，可使三相四线任一线触地漏电时自动断开，不触地漏电时又自动恢复运行，在人体触地接触四线电压之一时电网自动断开，使人没有触电的感觉，人体触地断开四线之一时电网又自动恢复运行。节省了零序接地电流，实现了节能、防雷、输出电网电不伤人的目的。
发明内容
为解决目前电力变压器不防雷击，浪费接地零序电流和输出电网电伤人的问题，本创造发明提供一种电力变压器防雷、节能、输出电网电不伤人，不仅能让电力变压器不受雷击损坏，避免了零序接地电流的浪费，还能使输出电网电不伤人。本创造发明可以通过以下技术措施实现。上述电力变压器防雷、节能、输出电网电不伤人，它包括10千伏变压器高压线圈、A、B、C是10千伏接头线I，变压器铁心2，绕在低压线圈外层的G1、G2、G3屏蔽隔离层3，接地线4，变压器低压线圈、N是中性线a、b、c是380伏相线5，低压交流220伏常闭负荷输出继电断路开关6，RpHR4与中性线N及相线a、b、c并联再与R5串联组成直流开关电路12伏负极供电7，直流12伏常开继电器8，交流12伏电源变压器9，桥式整流器10，R6, R7, R8, BGp BG2组成直流开关电路11，接地线12，12伏直流电源滤波电容器RTpHT4阀式避雷器14，N1是中性输出线BpbpC1是380伏相输出线15，其特征在于:10千伏变压器高压线圈、A、B、C是10千伏接头线1，变压器铁心2，绕在低压线圈外层的Gp G2, G3屏蔽隔离层3，接地线4，变压器低压线圈、N是中性线a、b、c是380伏相线5，相互构成一台隔离电力变压器；低压交流220伏常闭负荷输出继电断路开关6，R1, R2, R3、R4与中性线N及相线a、b、c并联再与R5串联组成直流开关电路12伏负极供电7，直流12伏常开继电器8，交流12伏电源变压器9，桥式整流器10，R6, R7, R8, BG1,BG2组成直流开关电路11，接地线12，12伏直流电源滤波电容器13，T1, T2, T3、T4阀式避雷器14, N1是中性输出线a” bp C1是380伏相输出线15,组成一个开关控制电路。上述的电力变压器防雷、节能、输出电网电不伤人，其特征在于，所述的绕在低压线圈外层的A、G2, G3屏蔽隔离层3用导线连接接入大地，其目的是当变压器故障时高压侧电源窜至低压侧线圈先经、绕在低压线圈外层的GpG2、G3屏蔽隔离层3接入大地，使高压断路开关动作保护。上述的电力变压器防雷、节能、输出电网电不伤人，其特征在于，所述的Rp R2, R3、R4与中性线N及相线a、b、c并联再与R5串联组成直流开关电路12伏负极供电7当中的中性线N改为不接地，故切断了避雷残压峰值电流通过相线进入变压器低压线圈，避免损坏变压器，实现了电力变压器具有防雷的功能，同时避免了零序接地电流的浪费，实现了电力变压器节能的目的。上述的电力变压器防雷、节能、输出电网电不伤人，其特征在于，所述的R6、R7、R8、BG1, BG2组成直流开关电路11中BG2偏值电阻R8故意接入大地，其目的是三相四线接地漏电或人体触地接触该变压器三相电压四线(即N1中性输出线apbp C1 380伏相输出线15)之一时，12伏直流电源的负极通过R5至R4或R3、R2> R1至触及电线的人体电阻至大地再经大地电阻至R8向BG2基极供电使BG2导通工作，因BGyBG1复合、BG1同时导通工作，BG1发射极输出12伏直流电压供直流12伏常开继电器8的继电线圈吸合工作，因直流12伏常开继电器8的静触头一端与该变压器中性线N相连通，另一端与相线C连通，故直流12伏常开继电器8工作同时接通了低压交流220伏常闭负荷输出继电断路开关6的继电线圈220伏电压，使低压交流220伏常闭负荷输出继电断路开关6动作、断开变压器输出三相四线(SPNpapb1W1),因改中性线不接地，故三相四线对地没有伤人电压，实现了电力变压器输出电网不伤人的目的。
图1是电力变压器防雷、节能、输出电网电不伤人的电路原理图。图中，1、10千伏变压器高压线圈、A、B、C是10千伏接线头；2、变压器铁心；3、绕在低压线圈外层的G1、G2、G3屏蔽隔离层；4、接地线；5、变压器低压线圈、N是中性线、a、b、c是380伏相线；6、低压交流220伏常闭负荷输出继电断路开关；7、R1, R2, R3> R4与中性线N及相线a、b、c并联再与R5串联组成直流开关电路12伏负极供电；8、直流12伏常开继电器；
9、交流12伏电源变压器；10、桥式整流器dURpRpIVBGpBh组成直流开关电路；12、接地线；13、12伏直流电源滤波电容器JLTpHT4阀式避雷器；15、&是中性输出线&1、b1、c1是380伏相输出线。
具体实施方案本创造发明的防雷原理是:为了防止电力变压器不受雷击损坏，解决变压器故障时高压侧电源窜至低压侧造成危险，消除静电以及排除不必要的电容效应，特设置由10千伏变压器高压线圈、A、B、C是10千伏接头线1，变压器铁心2，绕在低压线圈外层的Gp G2,G3屏蔽隔离层3，接地线4，变压器低压线圈、N是中性线a、b、c是380伏相线5，相互构成一台隔离变压器。高压线圈对A、G2, G3再对低压线圈构成三只三脚电容器，其中脚Gp G2,G3通过导线连接接入大地。目前变压器因中性线接地，当雷电击在任何一根相线时，即便是使用了低压避雷器，此时击在任何一根相线上的雷电通过低压避雷器接地会产生避雷残压峰值，残压峰值电流通过相线进入变压器低压线圈接入大地是雷电击坏变压器重要原因。故特设置:绕在低压线圈外层的Gp G2, G3屏蔽隔离层3，并用导线连接接入大地，其目的是:当变压器故障时高压侧电源窜至低压侧线圈先经、绕在低压线圈外层的GpG2、G3屏蔽隔离层3接入大地，使高压断路开关动作保护，排除了高压侧电源窜至低压侧的危险，同时消除了静电排除了不必要的电容效应后，特将R1、R2、R3与中性线N及相线a、b、c并联再与R3串联组成直流开关电路12伏负供电7，当中的中性线N改为不接地，其目的是当雷电击在三相四线任何一线时，因将中性线N改为了不接地，故切断了避雷残压峰值电流通过相线进入变压器低压线圈，避免损坏变压器。而留在避雷器线路上的残压峰值电流，因Gp G2, G3屏蔽隔离层，和低压线圈a、b、c构成三只电容器并接入大地，又因电容对交流电就相当一根导线，故留在避雷器线路上的残压峰值电流通过电容(A、G2, G3中脚接入大地)而消失，实现了电力变压器具有防雷的功能。本创造发明的节能原理是:为了解决变压器中性线N接地浪费零序接地电流，当变压器输出为三相负荷不平衡时产生零序电压，正常工作情况下这个零序电压并不高。当三相输出故障或发生短路时导致三相输出电压严重不平衡，空气开关会自动断开保护。当三根相线输出为单相时，它与单相照明变压器一样(相当于三台单相照明变压器地线共同连接一个公共点，构成一根中性线N)其输出电流都是从相线通过用电器回到中性线N流回各自的线圈。而单相照明变压器二次侧接地，目的是消除静电以及排除不必要的电容效应。然而煤矿矿井用变压器，其中性线是要求不接地，其目的是防止触电、漏电及安全。而轮船、军舰用发电机中性线N根本无法接地同样正常运行。故本发明在排除了高压侧电源窜至低压侧的危险消除静电、排除不必要的电容效应后，特将R1、R2、R3、R4与中性线N及相线a、b、c并联再与R5串联组成直流开关电路12伏负供电7、当中的中性线N接地改为不接地，避免了零序接地电流的浪费，实现了电力变压器节能的目的。本创造发明输出电网电压不伤人的原理是:为解决变压器中性线N改为不接地以后，三相四线中相线触地漏电导致另两相对地产生380伏电压，中性线N触地漏电相线对地产生220伏电压，以及一人触地漏电接触a相，另一个人触地漏电接触b相或c相构成380伏伤人电压。为此，本发明特设置由:低压交流220伏常闭负荷输出继电断路开关6，凡、1 2、R3、R4与中性线N及相线a、b、c并联再与R5串联组成直流开关电路12伏负极供电7，直流12伏常开继电器8，交流12伏电源变压器9，桥式整流器10，R6、R7、R8、BG1、BG2组成直流开关电路11，接地线12，12伏直流电源滤波电容器RTpHT4阀式避雷器14，N1是中性输出线a” bp C1是380伏相输出线15,组成一个开关控制电路。其工作原理是:变压器在正常运行时，交流12伏电源变压器9的初极，一端连接变压器C相，另一端线连接变压器中性线N获得220伏电压，次极输出12伏交流电压提供给桥式整流器10，桥式整流后的直流电源经12伏直流电源滤波电容13滤波后，12伏正极供R6、R7、R8、BG1, BG2组成直流开关电路11、电路中R6、R8为BG2偏值电阻、R7为BG2发射极电阻、BG2与BG1复合G1的发射极与直流12伏常开继电器8线圈一端相连，12伏电源的负极又与直流12伏常开继电器8。线圈另一端相连，12伏负极的另一路通过R5至R4、R3、R2、R1与变压器输出三相四线并联，这时该电路处于待命开路状态。特别是将BG2偏值电阻R8故意接入大地，其目的是:三相四线接地漏电或人体触地接触该变压器三相电压四线(即N1中性输出线Bpb1A1 380伏相输出线15)之一时，12伏直流电源的负极通过R5至R4或R3、RyR1至触及电线的人体电阻至大地再经大地电阻至R8向BG2基极供电使BG2导通工作，因BG2, BG1复合、BG1同时导通工作。BG1发射极输出12伏直流电压供直流12伏常开继电器8的继电线圈吸合工作，因直流12伏常开继电器8的静触头一端与该变压器中性线N相连通，另一端与相线C连通，故直流12伏常开继电器8工作同时接通了低压交流220伏常闭负荷输出继电断路开关6的继电线圈220伏电压，使低压交流220伏常闭负荷输出继电断路开关6动作、断开变压器输出三相四线(即Npapbpq)。解决了三相四线、相线触地漏电导致另两相对地产生380伏，中性线触地漏电相线对地产生220伏，以及一人触地漏电接触a相，另一个人触地漏电接触b相或c相构成380伏伤人的问题。因改中性线不接地，故三相四线对地没有伤人电压，达到当三相四线任一线触地漏电或人体触地接触四线电压之一时输出线路自动断开，使人没有触电的感觉，当线路恢复不再触地漏电或人体不再触地接触四线之一时，输出线路又自动恢复运行。实现了电力变压器输出电网不伤人的目的。由此本创造发明实现了电力变压器防雷、节能、输出电网电不伤人的目的。
权利要求
1.一种电力变压器防雷、节能、输出电网电不伤人，包括10千伏变压器高压线圈、A、B、C是10千伏接头线(1)，变压器铁心(2)，绕在低压线圈外层的Gp G2、G3屏蔽隔离层(3)，接地线(4)，变压器低压线圈、N是中性线a、b、c是380伏相线(5)，低压交流220伏常闭负荷输出继电断路开关(6)，RpRyRyR4与中性线N及相线a、b、c并联再与R5串联组成直流开关电路12伏负极供电(7)，直流12伏常开继电器(8)，交流12伏电源变压器(9)，桥式整流器(10 )，R6、R7、R8、BG1、BG2组成直流开关电路(11 )，接地线(12 )，12伏直流电源滤波电容器(13)，V T2, T3、T4阀式避雷器(14)，N1是中性输出线B1, b” C1是380伏相输出线(15)，其特征在于:10千伏变压器高压线圈、Α、B、C是10千伏接头线(1)，变压器铁心(2)，绕在低压线圈外层的A、G2、G3屏蔽隔离层(3)，接地线(4)，变压器低压线圈、N是中性线a、b、c是380伏相线(5)，相互构成一台隔离电力变压器；低压交流220伏常闭负荷输出继电断路开关(6)，R1, R2, R3、R4与中性线N及相线a、b、c并联再与R5串联组成直流开关电路12伏负极供电(7)，直流12伏常开继电器(8)，交流12伏电源变压器(9)，桥式整流器(10)，R6、R7、R8、BG1、BG2组成直流开关电路(11)，接地线(12 )，12伏直流电源滤波电容器(13 )，T1、T2、T3、T4阀式避雷器(14), N1是中性输出线a” bp C1是380伏相输出线(15),组成一个开关控制电路。
2.根据权利要求1所述的电力变压器防雷、节能、输出电网电不伤人，其特征在于，所述的绕在低压线圈外层的Gp G2、G3屏蔽隔离层(3)用导线连接接入大地。
3.根据权利要求1或2所述的电力变压器防雷、节能、输出电网电不伤人，其特征在于，所述的Rp R2、R3、R4与中性线N及相线a、b、c并联再与R5串联组成直流开关电路12伏负极供电(7)当中的中性线N改为不接地。
4.根据权利要求1或2所述的电力变压器防雷、节能、输出电网电不伤人，其特征在于，所述的R6、R7、R8、BG1, BG2组成直流开关电路(11)中BG2偏值电阻R8故意接入大地。
全文摘要
本创造发明是一种电力变压器防雷、节能、输出电网电不伤人，为解决电力变压器不防雷击，特设计了一台隔离电力变压器，使电力变压器不受雷击损坏，为了解决变压器中性线接地浪费零序接地电流，特将中性线接地设计为中性线非接地，避免了零序接地电流的浪费，为了解决人体触电造成伤害，特设计了一个控制电路，可使三相四线任一线触地漏电时自动断开，不触地漏电时又自动恢复运行，在人体触地接触四线电压之一时电网自动断开，使人没有触电的感觉，人体触地断开四线之一时电网又自动恢复运行。实现了电力变压器防雷、节能、输出电网电不伤人的目的。
文档编号H02H3/22GK103138249SQ20131006574
公开日2013年6月5日 申请日期2013年3月3日 优先权日2013年3月3日
发明者王国强, 王菲 申请人:王国强