专利名称：变压器有载调压机构保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型与有载调压的变压器的调压机构保护装置有关。
有载调压的变压器在电力系统中已广泛采用。运行经验证明，特别是国产有载调压开关，其操纵机构中的各种行程小开关，有时动作不可靠；操纵调压电机的电磁接触器，动作后发粘，断电时不及时返回；调压电动机的制动失灵等原因，都可能造成滑挡(或叫做连调)的危险。三相交流的调压电机，电源缺相时，还有烧毁电机的可能。特别在无人值班的变电站，上述故障发生后，不能及时断开操作电源，问题就更显得突出。这种易发生故障，严重威胁着变压器的安全运行。因此很有必要采取可靠的保护措施。
本实用新型的目的是提供一种体积小，功耗小，安装，接线调整方便，性能稳定可靠，安全的变压器有载调压机构保护装置。
本实用新型是这样实现的本实用新型由缺相保护电路，滑挡保护电路和电源电路构成，缺相保护电路有零序电压检测电路，根据电源缺相时产生的零序电压，通过时间电路整定保护动作时间，通过缺相保护出口继电器电路的继电器作出保护动作，滑挡保护电路有滑挡保护起动电路，其输入电压取至调压电机，当调压电机带电运转，根据每调一挡所经历的时间和调压电机的有效制动时间，时间电路整定保护动作时间，通过滑挡保护出口继电器电路的继电器作出保护动作，出口继电器的一组触点输出作用了跳开调压机构的操作电源空气小开关，有相应的动作信号灯显示，出口继电器和信号灯的动作后由保持电路保持动作，有复归按钮电路使信号复归，重新合上空气小开关，恢复调压机构的操作电源。
本实用新型的缺相保护电路有压敏电阻YM1-TM3，分别接在调压电机的三相电源输入端，组成过电压吸收电路1，电路1的输出接由电阻电容和整流桥组成的零序电压检测及整流电路2，三相电源正常时，电路2的等值电阻R1-R3组成的人工中性点，对电源中性线之间无电位差，当电源缺一相时，其电位差(即3倍零序电压)3Uo＝Uφ/2(Uφ为相电压)，缺两相时3Uo＝Uφ，电路2的输出接电阻，光耦IC1、稳压二极管构成的光电隔离及缺相保护起动电路3，当3Uo＝0时，IC1无输入电流，其输出端截止，当电源缺相时，IC1的输出端导通，IC1输出接运算放大器IC2A，IC2B，电阻和电容C2组成的延时两秒时间电路4，IC1截止时，IC2B的反相输入端为15V高电平，同相输入端为10V电平，IC2B的输出为低电平，与其连接的电容器C2不能充电，与C2连接的IC2A的反相输入端为低电平，同相输入端为10V电平，IC2A输出高电平至晶体三极管BG1的基极，BG1截止，当三相电源缺相时，IC1导通，IC2B输出高电平，经W1和电阻向C2充电，IC2A的反相输入端电位经2秒充电至略大于10V，IC2A的输出端立即变为低电平使BG1导通，缺相保护出口继电器电路5的继电器QXJ动作，并点亮动作信号灯QXD，电路5的IC2A输出同时经二极管D2将IC2B的反相输入端箝位在低电平，构成自保持电路6，IC2A的反相输入端经二极管D4接复归按钮FA，滑挡保护电路有整流及滤波电路7的输入接三相电源的B相和零线，其输出接光耦IC3，稳压管WD4组成的光电隔离及滑挡保护起动电路8，平时光耦IC3无输入电流，输出端为截止状态，IC3输出接，由运算放大器IC4C，IC4A，电阻，电容，晶体管BG2，继电器组成的判定滑挡延时动作电路10，平时，IC4的反相输入端为高电平，输出端为低电平，与其输出端连接的IC4A的输出端为高电平，其基极与IC4A输出端连接的BG2在截止状态，当调压电机带电运转时，IC3输出端导通，经二极管D5将IC4C的反相输入端箝位为低电平，IC4C的输出端变为高电平，与其连接的电容C5经电位器W3，电阻充电，与C5连接的IC4A的反相输入端电位缓慢上升至略高于10V，IC4A的输出端立即变为低电平，BG2导通，滑挡保护出口继电器电路11的继电器HDJ动作，信号灯HDD点亮，并经二极管D9将IC4C的反相输入端箝位在低电平，构成自保持电路6，IC4A的反相输入端经二极管D11接复归按钮FQ，有运放IC4D及电阻电容组成的记忆两秒时间电路9，IC4D的反相输入端接在公用门坎电压10V上，电容C4接IC4D的正向输入端，当C4充电至15V，IC4D输出高电平，与其连接的二极管D7截止，当调压电机带电运转，IC3输出端导通，与其连接的C4被快速放电，IC4D输出低电平，经二极管D7使IC4C的反相输入端箝位在低电平，使电路10保持计时，当IC3输出端截止，C4缓慢充电，待IC4D的反相输入端电平升高到略大于10U，IC4D的输出端变为高电平，二极管D7截止，电路10停止计时。
本实用新型电源电路12为三极管BG3、BG4，二极管D12-D19，电容C6-9，电阻R33-R4，高频变压器GPB组成的自激式开关逆变电源，输出15V稳压电源，作为工作电源，其输出端连接有发光二极管DYD和继电器JJ。
本实用新型根据各种调压机构的性能，如每调一挡所经历的时间；调压电机有效的制动时间；电源缺相时产生的零序电压等，作为保护的动作判据。根据不同型号的调压机构，适当整定保护动作时间，使之略大于上述时间既可。缺相或滑挡保护动作后，有相应的动作信号灯显示，并提供有出口继电器的两组空触点输出。一组触点，作用于跳开调压机构的操作电源空气小开关。另一组触点，提供给发就地或遥信信号用。出口继电器和信号灯，动作后均被保持住，必需按动装置上的复归按钮，等信号复归后，才能重新合上空气小开关，恢复调压机构的操作电源。这就迫使当调压机构故障后，必须经过检修，恢复正常后，才能重新投入变压器的有载调压，这对安全运行是十分必要的。装置还有电源监视灯，并有监视继电器空触点提供给发信号用。
本实用新型安装方便、功耗小，抗干扰能力强，性能稳定可靠。功能多样，使用方便。
如下是本实用新型的附图
图1为本实用新型的工作原理框图。
图2为本实用新型的电路原理图。
图3为本实用新型的主视图。
图4为图3的俯视图。
图5为图3的左视图。
如下是本实用新型的实施例本实用新型底座15上装有上盖14和接线端子16，端子16上有透明端子盖17和安装孔18。
图2下部份为逆变稳压电路。由三极管BG3、BG4，二极管D12～D19，电容器C6～C9，电阻R33～R41，高频变压器GPB等，组成自激式开关逆变电源。将调压机构交流220V操作电源，先整为直流，再逆变为8KHZ的矩形波交流电。经高频整流桥ZLQ3，电容C10～C12，三端稳压IC5组成整流、滤波及稳压电路。输出I5V稳压电源，作为装置内的工作电源。保证了交流220V操作电源在±30％范围波动，装置能稳定可靠工作。同时也起到隔离和降低功耗的作用。继电器JJ、发光二极管DYD作为运行监视用。运行中DYD常亮，JJ动作，其空触点JJ1打开。装置失电后JJ1闭合，作为发“装置失电”信号用。
电路图上部份为缺相保护电路。压敏电阻YM1～YM3，分别接在调压电机的三相电源输入端，组成过电压吸收回路，抑制了电机在操作过程中产生的过电压。由三支等值电阻R1～R3，整流桥ZL1，电容C1等元件，组成零序电压检测及整流滤波电路。三相电源正常时，等值电阻R1～R3组成的人工中性点，对电源中性线之间无电位差。当电源缺一相时，其电位差(即3倍零序电压)3Uo＝Uφ/2(Uφ为相电压)，缺两相时3Uo＝Uφ。整流滤波后接有电阻R5，光耦IC1，稳压二极管WD1构成光电隔离及缺相相保护的起动电路。正常时3Uo＝D，IC1无输入电流，其输出端截止。当电源缺相时，IC1有足够的输入电流，其输出端导通，缺相保护起动。由R7、R8接在15V之间，获得10V分压，作为整机公用的三坎电压。运算放大器IC2A，IC2B2电阻R7-R14，继电器QXJ，三极管BG1，发光二极管QXD，电容器C2等元件组成延时两秒，且动作后自保持的时间电路。正常时光耦IC1截止，IC2B的反相输入端为15V高电平，同相输入端为10V电平，IC2B输出端为低电平，电容器C2不能充电。IC2A反相输入端为低电平，同相输入端为10V电平，电容器C2不能充电。IC2A反相输入端为低电平，同相输入端为10V电平，故IC2A输出高电平，三极管管BG1截止。当三相电源缺相，IC1导通IC2B的反相输入端变为低电平，输出端变为高电平。经W1、R11、R12向C2充电。IC2A的反相输入端电位缓慢上升，经两秒钟C2充电至略大于10V，IC2A的输出端立即变为低电平使BG1导通，继电器QXJ动作，并点亮动作信号灯QXD。同时经二极管D2将IC2B的反相输入端箝位在低电平，构成自保持电路。继电器QXJ有两组空触点，QXJ1作用于使调压机构的电源开关Q1跳闸，切断调压电机的电源。另一组空触点QXJ2作为发“缺相保护动作”信号用。只有人工按下复归按钮FA，二极管D4将IC2A的反相输入端电位强迫箝位为零，IC2A的输出端立即变为高电平，缺相保护及动作信号才能复归。
图2中间部分为滑挡保护。由电阻R15～R18、整流桥ZL2、电容C3、稳压管WD4、光耦IC3组成整流滤波及光电隔离的滑挡保护起动电路。输入电压取至调压电机的B相UB，平时光耦IC3无输入电流，输出端为截止状态。只有在调压电机带电运转时，IC3输出端导通。由运放IC4C、IC4A，电阻R22～R31，电容C5，发光二极管HDD，三极管BG2，继电器HDJ等元件组成判定滑挡的延时动作电路。IC4C、IC4A的同相输入端，都接在公用门坎电压10V上。平时IC4C的反相输入端近于15V的高电平，输出端为低电平，IC4A则输出高电平，BG2在截止状态。当调压电机带电运转时，IC3输出端导通。经D5将IC4C的反相输入端箝位为低电平，其输出端变为高电平。电容C5经电位器W3、R28、R29充电，IC4A反相输入端电位缓慢上升至略高于10V，IC4A输出端立即变为低电平，BG2导通，点亮信号灯HDD，同时继电器HDJ动作。并经二极管D9将IC4C的反相输入端箝位在低电平，构成自保持电路。HDJ有两组空触点，HDJ1作用于使调压机构的电源开关Q1跳闸，切断调压电机的电源。另一组空触点HDJ2作为发“滑挡保护动作”信号用。调节电位器W3可整定该电路的动作时间Th。保护动作后，只有人工按下复归按钮FA，经二极管D11将IC4A反相输入端电位强迫箝位为零，其输出端变为高电平，滑挡保护及动作信号才能复归。
为了解决因调压电机制动失效引起的滑挡故障，由运放IC4D及电阻R19、R20、电位器W2、电容C4组成记忆两秒的时间电路。IC4D的反相输入端接在公用门坎电压10V上，平常电容C4充电至15V，IC4D输出高电平，二极管D7截止，对IC4C无影响。当调压电机带电运转，IC3输出端导通，电容C4被IC3快速放电。IC4D输出低电平，经二极管D7使IC4C的反相输入端箝位在低电平，保持了滑挡判定电路继续计时。当调挡到位，电机停电后，IC3输出端截止。电容C4经R19、R20、W2缓慢充电，待IC4D的反相输入端电平升高到略大于10V，IC4D的输出端变为高电平，二极管D7截止，滑挡判定电路才停止计时。一般调压电机的有效制动时间约一秒。制动失效时，大于1.5秒电机还不停转，将再次拨通机构箱中的行程开关，使调压电机再次带电运转，出现因制动失效造成的滑挡故障。由于设置了记忆两秒电路，此时滑挡判定电路将继续计时，直到滑挡保护可靠动作为止。装置有发光二极管信号指示灯，分别为“电源监视”，正常时常亮。另两个为“缺相保护”和“滑挡保护”，当相应保护动作时点亮并保持。对应这三个信号指示灯，分别有三只继电器的空触点，提供给遥信或就地信号回路接口。装置上设有三个时间调节孔。用小改刀可分别整定缺相保护动作时间(出厂时，已整定为2秒)；制动失效时间Tz(出厂时，已整定为2秒)。这两个时间，一般都满足运行要求，现场可不再调整。而滑挡保护动作时间，则需要根据现场调压开关每调一挡的时间Tt，运行中的变压器允许连调几挡来整定。
1、变压器允许滑一挡，则滑挡保护动作时间Th按下式整定Th＝Tt+Tz+Ty………式1Ty为裕度时间，一般为1～1.5秒。
注间这种方式，应断开换拉挡的连调跨线，否则换位连调时，保护要动作。
2、变压器允许滑两挡，则滑挡保护动作时间Th按下式整定Th＝2Tt+Tz+Ty……式2不需断开换位挡的连调跨线。
额定工作电压Ue380/220伏±15％Ue装置功耗正常运行时＜3W保护动作时＜4W各种时间的可调范围缺相保护动作时间0.5～2.5秒制动失灵判定时间0.3～2.5秒滑挡保护动作时间4.5～15秒绝缘装置的电源输入端与各继电器触点输出端、各触点之间，用1000V摇表测试＞绝缘电阻均不小于300MΩ。工频交流1000V耐压一分钟，无闪烁和击穿现象。
工作环境温度为-25～+55℃；相对湿度为+40℃达95％；适应于密闭的有载调压操作机构箱中工作。
权利要求1，一种变压器有载调压机构保护装置，其特征在于由缺相保护电路，滑挡保护电路和电源电路构成，缺相保护电路有零序电压检测电路，根据电源缺相时产生的零序电压，通过时间电路整定保护动作时间，通过缺相保护出口继电器电路的继电器作出保护动作。滑挡保护电路有滑挡保护起动电路，其输入电压取至调压电机，当调压电机带电运转，根据每调一挡所经历的时间和调压电机的有效制动时间，时间电路整定保护动作时间，通过滑挡保护出口继电器电路的继电器作出保护动作，出口继电器的一组触点输出作用于跳开调压机构的操作电源空气小开关，有相应的动作信号灯显示，出口继电器和信号灯动作后由保持电路保持动作，有复归按钮电路使信号复归，重新合上空气小开关，恢复调压机构的操作电源。
2，根据权利要求1所述的变压器有载调压机构保护装置，其特征在于缺相保护电路有压敏电阻YM1-TM3，分别接在调压电机的三相电源输入端，组成过电压吸收电路(1)，电路(1)的输出接由电阻电容和整流桥组成的零序电压检测及整流电路(2)，三相电源正常时，电路(2)的等值电阻R1-R3组成的人工中性点，对电源中性线之间无电位差，当电源缺一相时，其电位差(即3倍零序电压)3Uo＝Uφ/2(Uφ为相电压)，缺两相时3Uo＝Uφ，电路(2)的输出接电阻，光耦IC1、稳压二极管构成的光电隔离及缺相保护起动电路(3)。当3Uo＝0时，IC1无输入电流，其输出端截止，当电源缺相时，IC1的输出端导通，IC1输出接运算放大器IC2A，IC2B，电阻和电容C2组成的延时两秒时间电路(4)，IC1截止时，IC2B的反相输入端为15V高电平，同相输入端为10V电平，IC2B的输出为低电平，与其连接的电容器C2不能充电，与C2连接的IC2A的反相输入端为低电平，同相输入端为10V电平，IC2A输出高电平至晶体三极管BG1的基极，BG1截止，当三相电源缺相时，IC1导通，IC2B输出高电平，经W1和电阻向C2充电，IC2A的反相输入端电位经2秒充电至略大于10V，IC2A的输出端立即变为低电平使BG1导通，缺相保护出口继电器电路(5)的继电器QXJ动作，并点亮动作信号灯QXD，电路(5)的IC2A输出同时经二极管D2将IC2B的反相输入端箝位在低电平，构成自保持电路(6)，IC2A的反相输入端经二极管D4接复归按钮FA，滑挡保护电路有整流及滤波电路(7)的输入接三相电源的B相和零线，其输出接光耦IC3，稳压管WD4组成的光电隔离及滑挡保护起动电路(8)，平时光耦IC3无输入电流，输出端为截止状态，IC3输出接，由运算放大器IC4C，IC4A，电阻，电容，晶体管BG2，继电器组成的判定滑挡延时动作电路(10)，平时，IC4的反相输入端为高电平，输出端为低电平，与其输出端连接的IC4A的输出端为高电平，其基极与IC4A输出端连接的BG2在截止状态，当调压电机带电运转时，1C3输出端导通，经二极管D5将IC4C的反相输入端箝位为低电平，IC4C的输出端变为高电平，与其连接的电容C5经电位器W3，电阻充电，与C5连接的1C4A的反相输入端电位缓慢上升至略高于10V，IC4A的输出端立即变为低电平，BG2导通，滑挡保护出口继电器电路(11)的继电器HDJ动作，信号灯HDD点亮，并经二极管D9将IC4C的反相输入端箝位在低电平，构成自保持电路(6)，IC4A的反相输入端经二极管D11接复归按钮FA，有运放IC4D及电阻电容组成的记忆两秒时间电路(9)，IC4D的反相输入端接在公用门坎电压10V上，电容C4接IC4D的正向输入端，当C4充电至15V，IC4D输出高电平，与其连接的二极管D7截止，当调压电机带电运转，IC3输出端导通，与其连接的C4被快速放电，1C4D输出低电平，经二极管D7使IC4C的反相输入端箝位在低电平，使电路(10)保持计时，当IC3输出端截止，C4缓慢充电，待IC4D的反相输入端电平升高到略大于10U，IC4D的输出端变为高电平，二极管D7截止，电路(10)停止计时。
3，根据权利要求1或2所述的变压器有载调压机构保护装置，其特征在于所说的电源电路(12)为三极管BG3、BG4，二极管D12-D19，电容C6-9，电阻R33-R4，高频变压器GPB组成的自激式开关逆变电源，输出15V稳压电源，作为工作电源，其输出端连接有发光二极管DYD和继电器JJ。
专利摘要本实用新型为变压器有载调压机构保护装置,由缺相保护电路,滑挡保护电路和电源电路组成。根据调压电机每调一挡所经历的时间,调压电机有效的制动时间,电源缺相时产生的零序电压作为保护的动作判据,整定保护动作时间。缺相或滑挡保护动作后,出口继电器和信号灯的动作均被保持住,必需按动复归接钮使信号复归。
文档编号H02H7/04GK2290135SQ9720775
公开日1998年9月2日 申请日期1997年3月17日 优先权日1997年3月17日
发明者罗昌林 申请人:罗昌林