三相有载调压箱式配电装置的制作方法

专利名称：三相有载调压箱式配电装置的制作方法
技术领域：
实用新型涉及一种电控装置，特别是一种三相有载调压箱式配电装置。
目前我国10KV以下配电变压器，其接线组别为Y／Y0-12，具有三相负载不平衡时产生中性点位移，国内外箱式变电站接线组别有Δ／Y0-11，但低压无有载调压装置，无智能控制装置，无综合继电保护装置。
本实用新型的目的在于向社会公开一种10KV受电，由小型真空高压负荷开关，Δ／Y0-11接线箱式变压器，低压串联自耦有载调压，低压负荷智能控制，低压侧具有缺相、过压、欠压、过流、过载、短路保护电子智能化综合继电保护的配电装置。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的三相有载调压箱式配电装置，由高压真空负荷开关柜、三相Δ／Y0-11接线箱式变压器、低压柜组成，其装置在于低压柜由低压计量，低压智能调节与控制；即低压有载自动调压，负荷开断智能控制，负荷功率因数调节与控制，智能化继电保护四部份组成，电压质量智能调节与控制，一低压有载自动调压调压变压器二次与主变二次相串联，一次与主变压器二次相并联组成低压串联自耦有载调压，电压的调压信号取自调压器的输出端，经电压变送器变换成直流电压，该直流电压作为智能调节仪表的输入电压，该智能调节仪表按位控的方式输出上、下限调压的开关量信号给可编程控制器，可编程控制器在调压程序控制下输出调压信号给电磁调压开关，使其闭合调压变压器的一次分接头，实现有载调压，有载调压控制装置由电压变送器、智能调节仪表、可编程控制器、调压开关组成，智能调节仪表及电热板组成调压控制器环境温度控制，电子智能综合保护器，输出控制信号给高压真空开关脱扣器。实现自动保护。三相高压输入至小型高压真空负荷开关的输入端，该柜的输出端给三相Δ／Y0-11接线的箱式变压器一次，该箱式变压器二次输出经熔断器、电流互感器一次与凋压变压器二次相串联，其输出端经负荷开关向负荷供电，电流互感器二次与主变压器二次输出电压接至三相器线制电度表，为低压计量装置，智能负荷控制器控制负荷开关的开与关。低压串联自耦有载调压由调压变压器、调压电磁开关、有载调压控制器组成，调压电磁开关由交流接触器及过流保护用空气开关组成，有载调压控制器由电压变送器、智能凋节仪表、可编程控制器组成，由智能调节仪表、电热板组成有载调压控制器环境温度控制。智能综合保护器，由缺相、过压、欠压、过流、过载、短路保护组成。
所述的三相高压10KV接至三相高压真空负荷开关的输入端，高压真空负荷开关的输出端接在Δ／Y0-11联接的箱式变压器高压输入端，该箱式变压器二次经总熔断器及计量保护电流器一次与调压变压器二次相串联，调压变压器一次与其相并联，二次调压输出电压经电压变送器，变换成与之对应的直流电压，该直流电压为智能调节仪表的输入电压，该智能调节仪表按位控方式输出上、下限调压开关量信号给可编程控制器，可编程控制器在调压程序控制下输出其调压信号给调压开关，调压开关闭合对应调压变压器一次分接头实现自动调压。该低压配电装置，低压负荷，如路灯负荷用智能化经纬仪定时控制路灯的开与关。低压总电源可以实现缺相、过流、过载、短路电子化综合继电保护。该保护装置一旦检测出上述故障动作信号，其输出一个分励跳闸脱扣信号给高压真空负荷开关使之脱扣，实现自动保护。


如下图1是本实用新型三相有载调压箱式配电装置统框图；图2是本实用新型三相有载调压箱配电装置外形图；图3是本实用新型GZG-10B高压真空负荷开关接线图；图4是本实用新型GIS-11型Δ／Y0-11接线箱式变压器接线图；图5是本实用新型有载调压变压器原理图；图6是本实用新型Δ／Y0-11有载调压原理图；图7是本实用新型Δ／Y0-11箱式变压器铁芯结构图；图8是本实用新型低压串联有载调压原理图；图9是本实用新型XXB-3有载调压控制电路图；图10是本实用新型综合继电保护控制图；图11是本实用新型箱式该装置正视结构图。
以下结合附图所求实例对本实用新型做进一步评述(一)高压开关柜见附图3。
发明的GZG-10B手车式真空负荷开关柜，将高压真空开关及高压熔断安装在可以拉出或推进的小车上，通过触点完成电路联接，高压真空开关、高压熔断器安装在同一个柜体内，该柜体外形尺寸高1．45米，宽0．86米，深0．86米。操作机构为手动弹簧储能操作机构，有自动跳闸保护功能，同时采用高压熔断器实现过载或短路保护。采用真空开关代替高压负荷开关，它可以开合负载电流和短路下故障电流。高压真空开关自动保护功能从低压智能化综合继电保护器，见附图9，检测到的缺相、过压、欠压、过流、过载、短路的动作信号，该综合保护器便发出分闸信号，使高压真空开关分闸，实现全方位保护。此种变型差动全方位保护，使箱式变电站具有正式变电所自动保护功能。
(二)GIS-11箱式变压器，见附图4。
GIS-11箱式变压器是Δ／Y0-11联结的三相配电变压器。是一次受电10KV，二次输出0．4／0．23KV的配电油浸式变压器，Δ／Y0-11联结，一次高压绕组Δ型联结，中部无载分接调压(见附图4)。二次绕组Y0联接，线圈为箔绕，输出电压0．4／0．23KV。变压器铁芯为壳式结构，三相五柱，采用45°全斜接结构，铁芯为低损耗晶粒取向硅钢片，或非晶合金铁芯。箱式变压器的器身后侧，左、右侧为散热器，其散热器可以为片式或波纹式结构，前侧为高、低配电间隔。
箱式变压器接线组别为Δ／Y0-11，具有输出电压质量高，无中性点漂移，防雷性能好的优点。在三相负载不平衡时，由于零序电流所产生磁通过两边柱闭合，三次谐波电流可以在高压绕组中闭合回路内流通，每个铁芯柱上的总零序磁通及三次谐波磁势几乎等于零，所以中性点不漂移，二次相电压质量高。同样雷电流了可以在高压绕组的闭合回路内流通，每个铁芯柱上的总磁势几乎等于零，消除了正逆变换过电压，所以防雷性能好。
箱式变压器高、低压绕组采用Δ／Y0-11接法，可以降低变压器附加铜损。变压器运行过程中，在三相负载对称的情况下，变压器附加铜损为最小。当变压负载不对称时变压器附加铜损增大，称之为不对称损耗，变压器绕组△／Y0-11联结比Y／Y0-12联结附加铜损耗大大降低。
高压线圈采用中部无载调压，见附图4，分接头处的电位梯度小，保证了高绝缘性能。低压绕组采用箔式绕法，具有抗短路能力，能抗拒由短路而产生的轴向的电动力。由于变压器电磁设计按全寿命设计方案，所以变压器过载能力强，设计具有超容25％以上的过载能力。
箱式变压器铁芯为壳式结构，三相五柱铁芯呈矩形截面，片式叠法，45°全斜接。采用低损耗优质晶粒取向硅钢片，它具有体积小，变压器损耗低优点，比S10节能变压器损耗降低10％～15％(见附图7)。
箱式变压器高压端子，配有专用直通套管，简化了美式箱变高压端子由套管颈及直通套管组成的结构，与电源连接采用具有负荷开断能力的肘型电缆插拔头，直通套管与肘型电缆插拔头相接。将带电部份密封绝缘体内肘型电缆插拔头外层半导体层与接地网相，形成全绝缘结构，高压端子表面不带电，可以保证人身的安全，低压端子接有可以转向导电板供低压引出接线用，外有绝缘保护套，起到安全防护的作用。
高低压引出线在同一侧，而且高、低压之间有配电间隔。它将高低压引出线全密封在配电内，保证总体全密封、全绝缘。低压配电间隔还兼作低压计量综合继电保护配电，外形结构同美式箱变。(见附图2)。
低压配出由低压计量、低压智能调节控制、低压配出三部份组成。
低压计量GIS-11箱式变压器的接线组为Δ／Y0-11，即低压三相四线制配电，低压计量电流互感器安装在箱式变压器低压配电间隔门的右上方。低压计量接线图见附图9。
低压智能调节控制包括电压质量智能调节控制，负荷智能控制，及智能化继电保护控制组成。
(1)电压质量智能控制由低压三相调压变压器、调压开关、有载调压控制器三部份组成。
三相有载调压变压器附图5，图6。
调压变压器二次与主电路每相串联调压变压器一次与每相主电路对应调压输出端并联，每相电路成自耦接法。调压变压器二次与主电路相串联输出电压可成升压或降压接法若主电路电压高于230V以上，调压变压器二次与主变压器的二次成降压接法；若主电路的相电压总是低于210V，调压变压器的二次与主变压器二次相串联成升压接法。
调压变压器见附图5，调压变压器每相都是相同但又互相独立的单相变压器或三相铁芯线圈相互独立的三相调压变压器。调压变压器每相二次一端与主变压器二次相串联，调压变压器二次另一端为调压的输出端，其输出电压为调压的输出电压。电源电压变化率规定为±5％，而实际电压变化率单方向±15％或双方向±10％。以输出额定相电压220V计算，电压变化率为15％，调压变压器二次相电压为33V，所以分档三档调压，每档调5％。应用改变调压变压器的变比，改变二次输出电压，变比K=V1／V2=W1／W2，当一次输入电压一定一次线圈多少与二次电压输出成反比，所以调变压器一次1～2端子电压应当为253V，二次输出电压为33V，1～3端子379V，一次电压为242V时，二次输出为22V；1～4端子759V，一次电压为253V，二次输出电压为11V，所以改变一次分接头位置，即可改变二次输出电压。调压变压器一次计算功率1～2端子为全功率，2～3端子之间为三分之二，3～4端子之间为三分之一，实际一次计算总功率为2倍二次功率。二次功率P2=V2×IH，IH为主变二次额定相电流，Y接，相电流等于线电流。调压变压器容量等于主变压器的容量乘以电压调整的百分数。一般为主变容量的十分之一。
调压开关调压开关，是由交流接触器及空气开关组成。空气开关作用(1)防止调压分接头两档同时闭合而造成分接短路；(2)防止调压变压器短路或过流而自动跳闸主要起短路保护作用。交流接触器作用为分接头闭合开关，分接开关的接触器在调压运行中，只能有一个接触器闭合，否则或有两个以上接触器同时闭合，无论时间长短，均会造成分接短路。怎样才能作到这一点 只有在调压控制器的控制下实现上述调压功能。调压动作过程运行分接的接触器断开，调压变压器暂短时间的电感线圈运行，将下一位分接的接触器闭合，调压过程结束，在调压过程中由于调压变压器二次与主电路相串联，只是暂短的电感线圈运行状态，无瞬间断电现象，只有暂短的电压瞬间波动。保证了供电的连续性，实现有载调压。
XXB-3型有载自动调压控制器，该控制器由自动、手动调压、环境温度控制组成。图9运用于Δ／Y0-11接线低压有载配电装置。
自动有载调压ST4(自馈式)为自动、手动调压转换按钮，ST4弹出为自动调压，使得调压控制的中间继电器J1断电，ST4其常闭触点使可编程控制器S7-200得电，进入自动调压运行状态。调压信号经电压变送器AD／DC变换成0-10V直流电压，该直流电压为智能调节仪表SRV输入信号电压，SRV按位控方式工作，输出上、下限调压开关量，其上、下限设定值可以任意设定，SRV输出上、下限调压开关量信号给可编程控制器S7-200，S7-200按调压程序，输出调压信号闭合调压开关的交流接触器的线圈，使其闭合，实现自动调压。调压控制编程规则1、上电后，首先经3秒延时，进入第三档，进入最低调压值档。
2、检测入口开关量。
当输入电源电压230→240V之间时，持续15秒后PLC输出调压信号，先分第三档，后合第二档；凋压输出电压在210～230V之间，调压开关停在第2档。
当电源输入电压240V→250V之间时，持续15秒后，PLC输出调压信号先分第二档，后合第一档，输出电压在210V～230V之间，调压开关仍停在第一档。
当电源电压超过250V时，持续15秒后，PLC输出调压信号，使调压开关仍停在第一档；同时还可输出超压信号，使其负荷总停电。
当电源电压250V→240V变化时，持续15秒后，PLC输出调压开关控制信号，先分第一档，后合第二档，输出电压210V～230V之间，调压开关停在第二档。
当电源电压240V→230V变化时，持续15秒后，PLC输出调压控制信号，先分第二档，后合第三档，输出电压在210V～230V之间，调压开关停在第三档。
当电源电压低压210V时，持续15秒后，PLC输出调压信号，使调压开关停在第三档，些时可以输出欠压信号使其负荷总断电。
手动调压ST4按钮按进去，J1中间继电器吸合，其常开触头将手动调压各电路接通，断开自动电路。ST1、ST2、ST3为手动调压1、2、3档按钮，控制电路电气互锁，只能选按其中之一按钮，若同时按两只也只能有一只按钮开关闭合。防止两调压开关同时闭合而造成分接电路短路。按智能调节仪表显示当前电压值，选按ST1、ST2、ST3其中之一按钮，观测智能调节仪表显示的当前电压值是否在规定值范围内(210V～230V)。若不在规定范围值内，先按ST5(停)按钮，使调压开关分后，再重新选按另一按钮，直至输出电压在规定值范围之内。
路灯负荷智能控制分光电控制及经纬仪智能控制，经纬仪智能控制分独立经纬仪控制与调压在一起共用PLC智能经纬仪控制。
光电控制操作ST6(自馈)，按进去为手动操作；使J2、J3中间断电器(整夜灯、半夜灯)直接得电，其触头闭合路灯负荷真空接触器直接得电直接开合路灯。ST6按钮弹出来，为自动光控，J2、J3中间继电器线圈接通DGK-3光电控制器输出的整夜灯、半夜灯。DGK-3光电控制器按光照度强弱自动使得J2、J3得电，从而自动开、闭，使路灯负荷真空接触器同步开闭路灯负荷。
经纬仪智能定时开关，按照所在城市所处的经度和纬度，用微电脑将开灯、关灯时间存在微电脑中，自动开、关路灯。其操作同光电控制一样，可手动与自动。经纬仪智能定时开关按准确的太阳升起，落山的时间开关路灯，它不受光强弱的影响，节电效果比光电控制器可达20％。
经纬仪智能定时开关，分独立智能定时开关，模块化集成化经纬仪智能定时开关，后者担负调压，定时控制，报警综合继电保护集成化功能。
智能化综合继电保护缺相、过流、过载、短路、过压、欠压保护。分用常规继电保护方案，及应用电子技术计算机控制技术方案，本发明采用电子技术，计算机技术实现上述保护智能化综合继电保护，即综合继电保护装置从低压侧检测出上述保护动作信号，该综合保护器发出低压总断电控制信号，同时也发出高压总断电的保护信号，去使高压真空开关进行自动脱扣，而将高压全停，实现全方位保护。
权利要求1.三相有载调压箱式配电装置，由高压真空负荷开关柜、三相Δ／Y0-11接线箱式变压器、低压柜组成，其特征在于低压柜由低压计量，低压智能调节与控制；即低压有载自动调压，负荷开断智能控制，负荷功率因数调节与控制，智能化继电保护四部份组成，电压质量智能调节与控制，一低压有载自动调压调压变压器二次与主变二次相串联，一次与主变压器二次相并联组成低压串联自耦有载调压，电压的调压信号取自调压器的输出端，经电压变送器变换成直流电压，该直流电压作为智能调节仪表的输入电压，该智能调节仪表按位控的方式输出上、下限调压的开关量信号给可编程控制器，可编程控制器在调压程序控制下输出调压信号给电磁调压开关，使其闭合调压变压器的一次分接头，实现有载调压，有载调压控制装置由电压变送器、智能调节仪表、可编程控制器、调压开关组成，智能调节仪表及电热板组成调压控制器环境温度控制，电子智能综合保护器，输出控制信号给高压真空开关脱扣器。
2.如权利要求1所述的三相有载调压箱式配电装置，其特征在于所述三相高压输入至小型高压真空负荷开关的输入端，该柜的输出端给三相Δ／Y0-11接线的箱式变压器一次，该箱式变压器二次输出经熔断器、电流互感器一次与调压变压器二次相串联，其输出端经负荷开关向负荷供电，电流互感器二次与主变压器二次输出电压接至三相器线制电度表，为低压计量装置，智能负荷控制器控制负荷开关的开与关。
3.如权利要求1所述的箱式配电装置，其特征在于低压串联自耦有载调压由调压变压器、调压电磁开关、有载调压控制器组成，调压电磁开关由交流接触器及过流保护用空气开关组成，有载调压控制器由电压变送器、智能调节仪表、可编程控制器组成，由智能调节仪表、电热板组成有载调压控制器环境温度控制。
专利摘要本实用新型涉及一种电控装置,特别是一种三相有载调压箱式配电装置。该装置由高压真空负荷开关柜、三相Δ/Yo－11.接线箱式变压器、低压柜所组成。可10kv受电,由小型真空高压负荷开关,变压器,低压串联自耦有载调压,低压负荷智能控制,低压侧具有缺相、过压、欠压、过流、过载、短路保护电子智能化综合继电保护的配电装置。
文档编号H01F27/30GK2427873SQ00212159
公开日2001年4月25日 申请日期2000年6月9日 优先权日2000年6月9日
发明者张毓斗, 张敬学, 张敬军 申请人:张敬学