專利名稱：三相有載調壓箱式配電裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電控裝置，特別是一種三相有載調壓箱式配電裝置。該裝置具有Δ/Y0-11接線三相油浸式變壓器，低壓串聯(lián)自耦有載自動調壓的配電裝置。并能按光照度強弱自動開閉路燈；能工作環(huán)境溫度-30℃～+50℃。
目前用于立交橋、廣場等照明用配電裝置，大部停留在傳統(tǒng)結構上，體積龐大，價格比較高。國外進口箱式變壓器體積雖然小，但價格均比國內高。國內外均無有載調壓裝置。國內箱變采用三相電力變壓器接線組別為Y/Y0-12，具有低壓側中性點位移，容易損壞燈泡，進口箱式變電站接線組別為Δ/Y0-11。但低壓無有載調壓裝置。也不能保證供電電壓定量。
本發(fā)明的目的在于向社會公開一種10KV受電Δ/Y0-11接線三相油浸式變壓器低壓串聯(lián)自耦有載調自動調壓配電裝置，當電網電壓波動時電壓變送器輸出一個調壓模擬量直流信號給智能儀表、智能儀表按位控方式輸出上、下限調壓開關量信號給可編程控制器，可編程控制器按調壓程序輸出給調壓電磁開關實現(xiàn)自動調壓，提供±5％額定電壓的電源。
本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的它由高壓真空負荷開關柜、三相油浸變壓器、低壓柜組成，低壓柜由計量、有載自動調壓、配出負荷組成，有載自動壓調壓變壓器二次與主變二次相串聯(lián)，一次與主變調壓輸出相并聯(lián)組成低壓串聯(lián)自耦有載調壓，電壓的調壓信號取自調壓器的輸出端，經電壓變送器變換成直流電壓，該直流電壓作為智能調節(jié)儀表的輸入電壓。該智能調節(jié)儀表按位控方式輸出上、下限調壓的開關量信號給可編程控制器，可編程控制器在調壓程序控制下輸出調壓信號給電磁調壓開關，使其閉合調壓變壓器分接頭，有載調壓控制器，由電壓變送、器智能調節(jié)儀表，可編程控制器組成有載自動調壓，智能調節(jié)儀表及電熱板組成該控制器環(huán)境溫度控制；所述三相高壓輸入手車式高壓真空負荷開關柜的輸入端，該柜輸出端給三相油浸式變壓器，該變壓器二次輸出經熔斷器、電流互感器的二次接電流表、電度表，二次電壓按電壓表組成低壓計量，調壓變壓器二次與主變壓器二次相串聯(lián)，根據(jù)運行電壓可實現(xiàn)增電勢或減電勢，調壓變壓器一次與調壓輸出端并聯(lián)；低壓串聯(lián)自耦有載調壓由調壓變壓器、調壓電磁開關、有載調壓控制器組成。調壓電磁開關由交流接觸器、空氣開關組成，XXB-4有載調壓控制器由電壓變送器、智能調節(jié)儀表、可編程控制器組成調壓控制，由智能調節(jié)儀表、電熱板組成有載調壓控制器環(huán)境溫度控制。


如下圖1是本發(fā)明三相有載調壓箱式變電站系統(tǒng)框圖。
圖2是本發(fā)明三相有載調壓箱式變電站外型圖。
圖3是本發(fā)明GZG-10B高壓真空負載開關接線圖。
圖4是本發(fā)明Δ/Y0-11三相油浸式變壓器接線圖。
圖5是本發(fā)明有載調壓變壓器原理6是本發(fā)明Δ/Y0-11接線有載調壓原理圖。
圖7是本發(fā)明有載調壓系統(tǒng)圖。
圖8是本發(fā)明XXB-3(Δ/Y0)有載調壓控制電路圖(單變送器)。
圖9是本發(fā)明XXB-3(Y/Y0)有載調壓控制電路圖(三變送器)。
圖10是本發(fā)明XXB-4有載調壓控制器內部接線圖。
圖11是本發(fā)明低壓配電柜電氣元件布置圖。
下面結合附圖所示實施例對本發(fā)明做進一步詳述本發(fā)明主要由高壓開關柜1、變壓器2、低壓配電柜3三部分組成。見附圖2。
(一)高壓開關柜見附圖3。
發(fā)明的GZG-10B手車式真空負荷開關柜采用手車式結構。將高壓真空開關、高壓熔斷器分別安裝在用手可以拉出或推進的小車上，通過觸頭完成電路連接。每個柜外型尺寸高1.5米、寬0.5米、深0.9米。操作機構為手動彈簧儲能操作機構，無自動保護功能，采用高壓熔斷器實現(xiàn)過載或短路保護。采用真空開關代替高壓負荷開關，它可以開合負載電流及短路下故障電流。而高壓負荷開關只能開合空載電流及負荷電流。通過實際運行，滿足“大二環(huán)”道路照明工程需要體積小、結構緊湊，操作方便，易于維修，增加配電裝置可靠性。
(二)SR9-MJ-200～500KVAΔ/Y0-11接線全密封全絕緣油浸式變壓器，見附圖4。
在我國10KV配電電力變壓器首次使用Δ/Y0-11接線油浸式變壓器，它具有三相五鐵芯柱結構使得零序磁通為零由于一次三角形接線，使得三次諧波磁通為零。所以它具有二次供電電壓質量高，無中性點位移。因我國配電10KV電力變壓器一直采用蘇聯(lián)標準無Δ/Y0-11接線標準。而日本、美國等發(fā)達國家10KV配電變壓器均采用Δ/Y0-11接線標準，而不采用Y/Y0-12標準。
全密封變壓器器身和絕緣油與外界空氣完全隔離，油中加抗氧化劑，確保油長期運行，使PH值保持不變，免維護使用壽命20年以上(普通電力變壓器壽命只有15年，而且每年需化驗絕緣油一次)。
結構改進取消變壓器油枕，為了確保油溫變化時體積膨脹和縮小間歇，采用獲國家專利的膨脹式散熱片，并在油箱頂部留有200mm左右的空間充氮氣，解決油溫變化時體積膨脹和縮小問題。
密封結構套管與箱壁、箱蓋與箱站密封處均采用軟木墊配以雙管密封膠密封。保證20年變壓器不滲漏。
全絕緣為了保證檢修人員的安全，高壓套管采用美國固珀公司肘型套管插頭，插頭與套管聯(lián)接，將帶電部位密封在絕緣體內形成全絕緣結構，高壓端子表面不帶電(地電位)。人觸及表面不會觸電。低壓引出線采用特制絕緣罩保護起來。人觸及也不會觸電。
(三)低壓配電柜由低壓計量、有載調壓系統(tǒng)、配出負荷三部分組成。
(1)低壓計量見附圖7。
FUA、FUB、FUC為三相低壓熔斷器，LH1A、LH1B、LH1C為每相電流用電流互感器，二次各接一個電流表。1LHA、1LHB、1LHC為三相四線制電度表用電流互感器。指示儀表與電度儀表用電流互感器分開。
(2)有載調壓系統(tǒng)由低壓三相調壓變壓器、調壓開關、有載調壓控制器三部分組成。
三相有載調壓變壓器調壓變壓器二次與主電路每相串聯(lián)，見圖6。調壓變壓器一次每相與主電路對應相調壓輸出端并聯(lián)，每相電路成自耦接法。調壓變壓器二次與主電路相串聯(lián)輸出電壓可成升壓或降壓接法。若主電路的相電壓總是高于230V以上，調壓變壓器二次與主變壓器二次成降壓接法；若主電路的相電壓總是低于210V，調壓變壓器的二次與主變壓器的二次相串聯(lián)接成升壓接法。
調壓變壓器發(fā)明見附圖5、調壓變壓器每相都是相同但又相互獨立的單相變壓器或三鐵芯線圈相互獨立的三相調壓變壓器。現(xiàn)以單相為例調壓變壓器每相二次輸出與主變壓器二次相串聯(lián)，調壓變壓器二次輸出電壓值為調壓值，電源電壓變化率規(guī)定為±5％，而實際電壓變化率單方向+15％或-15％，或雙方+10％--10％變化率。以輸出額定相電壓220V計算，電壓變化率為15％，調壓變壓器二次相電壓為33V，所以設計調壓變壓器二次相電壓為30V，其分三檔，每檔調壓5％。應用改變調壓變壓器的變比改變二次輸出電壓，所以調壓變壓器一次線圈1-2端相電壓260V，二次輸出相電壓30V；1-3端子相電壓390V，二次輸出電壓為30V(若接入相電壓為240-150V，二次電壓20V左右)；1-4端子相電壓為780V，二次相電壓為30V(實按入250→260V，二次電壓為10V)。調壓變壓器二次線圈采用箔式繞法，引出線采用自身引出折疊引出法，可不用龐大的氬弧焊機焊接低壓引出線，是調壓變壓器工藝發(fā)明。1-2端子調壓功率為100％；1-3端子調壓功率為66％；1-4端子調壓功率為33.3％。調壓變壓器的容量等于主變壓器的容乘以電壓調整率百分數(shù)，一般為主變的十分之一。
調壓開關調壓開關由交流接觸器及空氣開關組成?？諝忾_關起作保護作用防止兩檔分接頭同時閉合而造成分接電壓短路。空氣開關遇短路或過載而自動跳開。由于調壓變壓器容量為主變壓的十分之一，調壓變壓器一次接于調壓輸出端，調壓變壓器一次相電流只是主變壓器二次電流除以電壓調正率除以U2/U22。每相以10KVA為例，1-2端最大激磁電流為38A。所以用交流接觸器可以實現(xiàn)分接頭閉合、斷開作用-調壓開關。調壓過程先分開調壓開關，二次電感線圈運行狀態(tài)，后閉合調壓開關。調壓過程中，由于調壓變壓器二次與主電路相串聯(lián)，無瞬間斷電，保證了供電連續(xù)性，實現(xiàn)有載調壓。
XXB-4型有載自動調壓控制器，該控制由自動、手動調壓、光電自動、手動控制，環(huán)境溫度控制組成。
圖8適用于變壓器Δ/Y0-11接線配電裝置。圖9適用于變壓器Y/Y0-12接線配電裝置。
自動有載調壓ST4(自鎖式)為自動、手動調壓轉換按鈕，ST4彈出來，為自動調壓。使得調壓控制的中間繼電器J1斷電，其常閉觸點與可編程控制器輸出點直接與調壓開關交流接觸器線圈相聯(lián)。調壓信號電壓經電壓變送器AD(AC,DC)變換成0-10V直流電壓，該直流電壓為智能調節(jié)儀表SRV(SR71)輸入信號電壓，SRV按位控工作方式上、下限報警輸出。其上、下限設定值可任意設定，SRV輸出上、下限調壓開關量信號給可編程控制器S1(S7-212)調壓程序寫入可編程控制器中，在調壓程序控制下，輸出調壓信號閉合調壓開關的交流接觸器的線圈，使其閉合，實現(xiàn)自動調壓。調壓控制編程規(guī)則1、上電后，首先經3秒延時，進入第三檔；2、檢測入口開關量當電源電壓從230→240V變化時，持續(xù)15秒后，PLC輸出控制調壓開關，先分第三檔，后合第二檔；輸出電壓在230～210V，停在第2檔。
當電源電壓從240→250V變化時，持續(xù)15秒后PLC輸出控制調壓開關，先分第二檔，后合第一檔；輸出電壓在230～210V，停在第1檔。
當電源電壓超過250V以上，持續(xù)15秒以后，PLC輸出控制調壓開關，仍停在第一檔；當電源250V→240V變化時，持續(xù)15秒后，PLC輸出控制調壓開關，先分第一檔，后合第二檔；輸出電壓在230～210V，停在第二檔。
當電源電壓240V→230V變化時，持續(xù)15秒后，PLC輸出控制調壓開關，先分第二檔，后合第三檔；輸出電壓在230～210V，停在第三檔。
當電源電壓低于210V時，持續(xù)15秒后，PLC輸出控制調壓開關，仍停在第三檔。
手動調壓ST4按鈕按進去，J1中間繼電器吸合，其常開觸頭將手動調壓各電路接通。斷開自動調壓的電路。ST1、ST2、ST3為手動調壓1、2、3檔按鈕，控制電路電氣互鎖，只能選按其中之一按鈕，若同時按兩個按鈕也只有一個開關閉合。防止兩開關同時吸合而造成分接電壓短路。按智能調節(jié)儀表顯示當前電壓值，選按ST1、ST2、ST3其中之一按鈕，觀測智能儀表顯示的當前電壓值是否在規(guī)定值范圍內。如不在規(guī)定范圍內，先按ST5(停)按鈕，使調壓開關先分，后再重新另一按鈕，直至輸出電壓在規(guī)定值范圍之內。
光電控制操作ST6(自鎖)按鈕按進為手動操作使J2、J3中間繼電器(整夜燈、半夜燈)直接得電，其觸點閉合路燈負荷真空接觸器直接得電，直接開合路燈。ST6按鈕彈出來，為自動光控，J2、J2中間繼電器線圈直接接通DGK-3光控器輸出的整夜燈、半夜燈輸出電路。DGK-3光控器按光照度強弱自動使J2、J3得電，從而自動開、閉，使路燈負荷真空接觸器開閉路燈負荷。
環(huán)境溫度控制由智能調節(jié)儀表SRT及裝在控制器內的電熱板組成。智能調節(jié)儀表的溫度傳感器檢測控制器內溫度，將溫度信號由智能儀表轉換成電壓信號，智能調節(jié)儀表按位控方式，做溫控器用?？扇我庠O定溫控的溫度，使調壓控制器工作在-30℃～+50℃環(huán)境溫度下工作。調壓控制器內的智能儀表，可編程控制器最低工作溫度為零度。智能調節(jié)溫控儀表，根據(jù)使用地區(qū)一年四季最低溫度設置加熱板下限溫度，保證控制器內溫度在+15℃以上。沈陽地區(qū)設置下限溫度為35.5℃，冬季-30℃還能保證控制器內的溫度在+15℃以上。當控制器內溫度超過36.5℃自動停止加熱。
圖9，適用主變壓器為Y/Y0-12接線的電源。在自動調壓時，由每相的電壓變送器(AD1、AD2、AD3)變換后的直流電壓Vx1、Vx2、Vx3經電壓合成器SC1輸出其中最高的Vx電壓值給智能調節(jié)儀，智能調節(jié)儀表按位控方式，輸出上、下限調壓開關量信號給可編程控制器S1,S1在調壓程序控制下自動輸出調壓信號給調壓開關，調壓開關閉合后而實現(xiàn)自動調壓。電壓合成器S1C內部由3只二極管組成的或門電路，輸出選其中最高的輸入電壓。因我國10KV以下配電變壓器接線組別均為Y/Y0-12。它存在三相負載不平衡時，二次中性點位移。負載輕的相相電壓升高，造成燈泡過早損壞，所以調壓檢測信號只檢測高的信號電壓。
圖8，適用于主變壓器Δ/Y0-11接線的配電裝置有載調壓。該接線組別配電變壓器，二次三相不平衡負載時無中性點位移，所以只選其中任一相即可，作為調壓檢測信號。
權利要求
1.三相有載調壓式箱式配電裝置，由高壓真空負荷開關柜、三相油浸變壓器、低壓柜組成，其特征在于低壓柜由計量、有載自動調壓、配出負荷組成，有載自動壓；調壓變壓器二次與主變二次相串聯(lián)，一次與主變調壓輸出相并聯(lián)組成低壓串聯(lián)自耦有載調壓，電壓的調壓信號取自調壓器的輸出端，經電壓變送器變換成直流電壓，該直流電壓作為智能調節(jié)儀表的輸入電壓。該智能調節(jié)儀表按位控方式輸出上、下限調壓的開關量信號給可編程控制器，可編程控制器在調壓程序控制下輸出調壓信號給電磁調壓開關，使其閉合調壓變壓器分接頭，有載調壓控制器，由電壓變送、器智能調節(jié)儀表，可編程控制器組成有載自動調壓，智能調節(jié)儀表及電熱板組成該控制器環(huán)境溫度控制。
2.如權利要求1所述的三相有載調壓箱式配電裝置，其特征在于所述三相高壓輸入手車式高壓真空負荷開關柜的輸入端，該柜輸出端給三相油浸式變壓器，該變壓器二次輸出經熔斷器、電流互感器的二次接電流表、電度表，二次電壓接電壓表組成低壓計量，調壓變壓器二次與主變壓器二次相串聯(lián)，根據(jù)運行電壓可實現(xiàn)增電勢或減電勢，調壓變壓器一次與調壓輸出端并聯(lián)。
3.如權利要求1所述的配電裝置，其特征在于低壓串聯(lián)自耦有載調壓由調壓變壓器、調壓電磁開關、有載調壓控制器組成。調壓電磁開關由交流接觸器、空氣開關組成，有載調壓控制器由電壓變送器、智能調節(jié)儀表、可編程控制器組成調壓控制，由智能調節(jié)儀表、電熱板組成有載調壓控制器環(huán)境溫度控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種10RV受電二次為0.4KV三相△/Yo－11接線的有載調壓式箱式變電站。該箱式變電站由高壓柜、低壓柜、變壓器組成。采用SR9－MJ全絕緣全密封△/Yo－11接線油浸式變壓器箱式變電站，電源變壓器容量200KVA－500KVA。本箱式變電站有載調壓由XXB－4型有載調壓控制器進行自動調壓，并按光照度強弱自動開閉路燈。該控制器可工作在－30℃～+50℃環(huán)境溫度范圍。
文檔編號G05F1/14GK1238585SQ9811397
公開日1999年12月15日 申請日期1998年5月12日 優(yōu)先權日1998年5月12日
發(fā)明者張毓斗, 劉剛, 張家彥, 張敬學, 鮑凱弘, 馮全利, 尹毅 申請人:沈陽工業(yè)學院, 沈陽市路燈管理局