電力變壓器防雷、節能、輸出電網電不傷人的製作方法
2023-12-07 06:03:31
專利名稱：電力變壓器防雷、節能、輸出電網電不傷人的製作方法
技術領域：
本創造發明涉及一種電力變壓器，其電壓等級為10千伏/0.4千伏Y-Y電力變壓器，當人體觸地接觸電網電壓四線之一時沒有觸電的感覺，同時具有防雷、節能功能的電力變壓器防雷、節能、輸出電網電不傷人。
背景技術：
目前所有10千伏/0.4千伏Y-Y電力變壓器低壓線圈的中性線都採用接地的方式，因大地為零電壓，當變壓器的中性線接地後稱之為零線，正因為中性線接地後其輸出的三根相線對大地構成三組220伏的對地電壓，當人體觸及大地再接觸電網電壓，三根相線的任何一根相線對人體都會造成觸電傷害甚至死亡。目前變壓器因中性線接地，當雷電擊在任何一根相線時，即便是使用了低壓避雷器，擊在任何一根相線上的雷電通過低壓避雷器接地會產生避雷殘壓峰值，殘壓峰值電流通過相線進入變壓器低壓線圈接入大地是雷電擊壞變壓器線圈重要原因。關於中性線接地有多種說法，雖然中性線接地是解決了零序電壓，但零序電流接地是一個無形的損耗電流，當變壓器輸出為三相負荷不平衡產生零序電壓，正常情況下這個零序電壓並不高，當三相輸出故障或發生短路時導致三相輸出電壓嚴重不平衡，空氣開關會自動保護。三根相線輸出為單相時，它與單相照明變壓器一樣，相當於三臺單相照明變壓器地線共同連接一個公共點，構成一根中性線，其輸出電流都是從相線通過用電器回到中性線流回各自的線圈。而單相照明變壓器二次側接地，目的是消除靜電以及排除不必要的電容效應。然而煤礦礦井用變壓器，其中性線是要求不接地，是為了安全及防止觸電、漏電。輪船、軍艦用發電機中性線根本無法接地，同樣正常運行。本創造發明可使中性線不接地，避免了零序接地電流的浪費，使輸出的三相四線對地不產生觸電傷人電壓，能防止變壓器故障時高壓側電源竄至低壓側造成危險，同時使高壓斷路開關保護，又消除靜電以及排除不必要的電容效應，可使三相四線任一線觸地漏電時自動斷開，不觸地漏電時又自動恢復運行，在人體觸地接觸四線電壓之一時電網自動斷開，使人沒有觸電的感覺，人體觸地斷開四線之一時電網又自動恢復運行。節省了零序接地電流，實現了節能、防雷、輸出電網電不傷人的目的。
發明內容
為解決目前電力變壓器不防雷擊，浪費接地零序電流和輸出電網電傷人的問題，本創造發明提供一種電力變壓器防雷、節能、輸出電網電不傷人，不僅能讓電力變壓器不受雷擊損壞，避免了零序接地電流的浪費，還能使輸出電網電不傷人。本創造發明可以通過以下技術措施實現。上述電力變壓器防雷、節能、輸出電網電不傷人，它包括10千伏變壓器高壓線圈、A、B、C是10千伏接頭線I，變壓器鐵心2，繞在低壓線圈外層的G1、G2、G3屏蔽隔離層3，接地線4，變壓器低壓線圈、N是中性線a、b、c是380伏相線5，低壓交流220伏常閉負荷輸出繼電斷路開關6，RpHR4與中性線N及相線a、b、c並聯再與R5串聯組成直流開關電路12伏負極供電7，直流12伏常開繼電器8，交流12伏電源變壓器9，橋式整流器10，R6, R7, R8, BGp BG2組成直流開關電路11，接地線12，12伏直流電源濾波電容器RTpHT4閥式避雷器14，N1是中性輸出線BpbpC1是380伏相輸出線15，其特徵在於:10千伏變壓器高壓線圈、A、B、C是10千伏接頭線1，變壓器鐵心2，繞在低壓線圈外層的Gp G2, G3屏蔽隔離層3，接地線4，變壓器低壓線圈、N是中性線a、b、c是380伏相線5，相互構成一臺隔離電力變壓器；低壓交流220伏常閉負荷輸出繼電斷路開關6，R1, R2, R3、R4與中性線N及相線a、b、c並聯再與R5串聯組成直流開關電路12伏負極供電7，直流12伏常開繼電器8，交流12伏電源變壓器9，橋式整流器10，R6, R7, R8, BG1,BG2組成直流開關電路11，接地線12，12伏直流電源濾波電容器13，T1, T2, T3、T4閥式避雷器14, N1是中性輸出線a」 bp C1是380伏相輸出線15,組成一個開關控制電路。上述的電力變壓器防雷、節能、輸出電網電不傷人，其特徵在於，所述的繞在低壓線圈外層的A、G2, G3屏蔽隔離層3用導線連接接入大地，其目的是當變壓器故障時高壓側電源竄至低壓側線圈先經、繞在低壓線圈外層的GpG2、G3屏蔽隔離層3接入大地，使高壓斷路開關動作保護。上述的電力變壓器防雷、節能、輸出電網電不傷人，其特徵在於，所述的Rp R2, R3、R4與中性線N及相線a、b、c並聯再與R5串聯組成直流開關電路12伏負極供電7當中的中性線N改為不接地，故切斷了避雷殘壓峰值電流通過相線進入變壓器低壓線圈，避免損壞變壓器，實現了電力變壓器具有防雷的功能，同時避免了零序接地電流的浪費，實現了電力變壓器節能的目的。上述的電力變壓器防雷、節能、輸出電網電不傷人，其特徵在於，所述的R6、R7、R8、BG1, BG2組成直流開關電路11中BG2偏值電阻R8故意接入大地，其目的是三相四線接地漏電或人體觸地接觸該變壓器三相電壓四線(即N1中性輸出線apbp C1 380伏相輸出線15)之一時，12伏直流電源的負極通過R5至R4或R3、R2> R1至觸及電線的人體電阻至大地再經大地電阻至R8向BG2基極供電使BG2導通工作，因BGyBG1複合、BG1同時導通工作，BG1發射極輸出12伏直流電壓供直流12伏常開繼電器8的繼電線圈吸合工作，因直流12伏常開繼電器8的靜觸頭一端與該變壓器中性線N相連通，另一端與相線C連通，故直流12伏常開繼電器8工作同時接通了低壓交流220伏常閉負荷輸出繼電斷路開關6的繼電線圈220伏電壓，使低壓交流220伏常閉負荷輸出繼電斷路開關6動作、斷開變壓器輸出三相四線(SPNpapb1W1),因改中性線不接地，故三相四線對地沒有傷人電壓，實現了電力變壓器輸出電網不傷人的目的。
圖1是電力變壓器防雷、節能、輸出電網電不傷人的電路原理圖。圖中，1、10千伏變壓器高壓線圈、A、B、C是10千伏接線頭；2、變壓器鐵心；3、繞在低壓線圈外層的G1、G2、G3屏蔽隔離層；4、接地線；5、變壓器低壓線圈、N是中性線、a、b、c是380伏相線；6、低壓交流220伏常閉負荷輸出繼電斷路開關；7、R1, R2, R3> R4與中性線N及相線a、b、c並聯再與R5串聯組成直流開關電路12伏負極供電；8、直流12伏常開繼電器；
9、交流12伏電源變壓器；10、橋式整流器dURpRpIVBGpBh組成直流開關電路；12、接地線；13、12伏直流電源濾波電容器JLTpHT4閥式避雷器；15、&是中性輸出線&1、b1、c1是380伏相輸出線。
具體實施方案本創造發明的防雷原理是:為了防止電力變壓器不受雷擊損壞，解決變壓器故障時高壓側電源竄至低壓側造成危險，消除靜電以及排除不必要的電容效應，特設置由10千伏變壓器高壓線圈、A、B、C是10千伏接頭線1，變壓器鐵心2，繞在低壓線圈外層的Gp G2,G3屏蔽隔離層3，接地線4，變壓器低壓線圈、N是中性線a、b、c是380伏相線5，相互構成一臺隔離變壓器。高壓線圈對A、G2, G3再對低壓線圈構成三隻三腳電容器，其中腳Gp G2,G3通過導線連接接入大地。目前變壓器因中性線接地，當雷電擊在任何一根相線時，即便是使用了低壓避雷器，此時擊在任何一根相線上的雷電通過低壓避雷器接地會產生避雷殘壓峰值，殘壓峰值電流通過相線進入變壓器低壓線圈接入大地是雷電擊壞變壓器重要原因。故特設置:繞在低壓線圈外層的Gp G2, G3屏蔽隔離層3，並用導線連接接入大地，其目的是:當變壓器故障時高壓側電源竄至低壓側線圈先經、繞在低壓線圈外層的GpG2、G3屏蔽隔離層3接入大地，使高壓斷路開關動作保護，排除了高壓側電源竄至低壓側的危險，同時消除了靜電排除了不必要的電容效應後，特將R1、R2、R3與中性線N及相線a、b、c並聯再與R3串聯組成直流開關電路12伏負供電7，當中的中性線N改為不接地，其目的是當雷電擊在三相四線任何一線時，因將中性線N改為了不接地，故切斷了避雷殘壓峰值電流通過相線進入變壓器低壓線圈，避免損壞變壓器。而留在避雷器線路上的殘壓峰值電流，因Gp G2, G3屏蔽隔離層，和低壓線圈a、b、c構成三隻電容器並接入大地，又因電容對交流電就相當一根導線，故留在避雷器線路上的殘壓峰值電流通過電容(A、G2, G3中腳接入大地)而消失，實現了電力變壓器具有防雷的功能。本創造發明的節能原理是:為了解決變壓器中性線N接地浪費零序接地電流，當變壓器輸出為三相負荷不平衡時產生零序電壓，正常工作情況下這個零序電壓並不高。當三相輸出故障或發生短路時導致三相輸出電壓嚴重不平衡，空氣開關會自動斷開保護。當三根相線輸出為單相時，它與單相照明變壓器一樣(相當於三臺單相照明變壓器地線共同連接一個公共點，構成一根中性線N)其輸出電流都是從相線通過用電器回到中性線N流回各自的線圈。而單相照明變壓器二次側接地，目的是消除靜電以及排除不必要的電容效應。然而煤礦礦井用變壓器，其中性線是要求不接地，其目的是防止觸電、漏電及安全。而輪船、軍艦用發電機中性線N根本無法接地同樣正常運行。故本發明在排除了高壓側電源竄至低壓側的危險消除靜電、排除不必要的電容效應後，特將R1、R2、R3、R4與中性線N及相線a、b、c並聯再與R5串聯組成直流開關電路12伏負供電7、當中的中性線N接地改為不接地，避免了零序接地電流的浪費，實現了電力變壓器節能的目的。本創造發明輸出電網電壓不傷人的原理是:為解決變壓器中性線N改為不接地以後，三相四線中相線觸地漏電導致另兩相對地產生380伏電壓，中性線N觸地漏電相線對地產生220伏電壓，以及一人觸地漏電接觸a相，另一個人觸地漏電接觸b相或c相構成380伏傷人電壓。為此，本發明特設置由:低壓交流220伏常閉負荷輸出繼電斷路開關6，凡、1 2、R3、R4與中性線N及相線a、b、c並聯再與R5串聯組成直流開關電路12伏負極供電7，直流12伏常開繼電器8，交流12伏電源變壓器9，橋式整流器10，R6、R7、R8、BG1、BG2組成直流開關電路11，接地線12，12伏直流電源濾波電容器RTpHT4閥式避雷器14，N1是中性輸出線a」 bp C1是380伏相輸出線15,組成一個開關控制電路。其工作原理是:變壓器在正常運行時，交流12伏電源變壓器9的初極，一端連接變壓器C相，另一端線連接變壓器中性線N獲得220伏電壓，次極輸出12伏交流電壓提供給橋式整流器10，橋式整流後的直流電源經12伏直流電源濾波電容13濾波後，12伏正極供R6、R7、R8、BG1, BG2組成直流開關電路11、電路中R6、R8為BG2偏值電阻、R7為BG2發射極電阻、BG2與BG1複合G1的發射極與直流12伏常開繼電器8線圈一端相連，12伏電源的負極又與直流12伏常開繼電器8。線圈另一端相連，12伏負極的另一路通過R5至R4、R3、R2、R1與變壓器輸出三相四線並聯，這時該電路處於待命開路狀態。特別是將BG2偏值電阻R8故意接入大地，其目的是:三相四線接地漏電或人體觸地接觸該變壓器三相電壓四線(即N1中性輸出線Bpb1A1 380伏相輸出線15)之一時，12伏直流電源的負極通過R5至R4或R3、RyR1至觸及電線的人體電阻至大地再經大地電阻至R8向BG2基極供電使BG2導通工作，因BG2, BG1複合、BG1同時導通工作。BG1發射極輸出12伏直流電壓供直流12伏常開繼電器8的繼電線圈吸合工作，因直流12伏常開繼電器8的靜觸頭一端與該變壓器中性線N相連通，另一端與相線C連通，故直流12伏常開繼電器8工作同時接通了低壓交流220伏常閉負荷輸出繼電斷路開關6的繼電線圈220伏電壓，使低壓交流220伏常閉負荷輸出繼電斷路開關6動作、斷開變壓器輸出三相四線(即Npapbpq)。解決了三相四線、相線觸地漏電導致另兩相對地產生380伏，中性線觸地漏電相線對地產生220伏，以及一人觸地漏電接觸a相，另一個人觸地漏電接觸b相或c相構成380伏傷人的問題。因改中性線不接地，故三相四線對地沒有傷人電壓，達到當三相四線任一線觸地漏電或人體觸地接觸四線電壓之一時輸出線路自動斷開，使人沒有觸電的感覺，當線路恢復不再觸地漏電或人體不再觸地接觸四線之一時，輸出線路又自動恢復運行。實現了電力變壓器輸出電網不傷人的目的。由此本創造發明實現了電力變壓器防雷、節能、輸出電網電不傷人的目的。
權利要求
1.一種電力變壓器防雷、節能、輸出電網電不傷人，包括10千伏變壓器高壓線圈、A、B、C是10千伏接頭線(1)，變壓器鐵心(2)，繞在低壓線圈外層的Gp G2、G3屏蔽隔離層(3)，接地線(4)，變壓器低壓線圈、N是中性線a、b、c是380伏相線(5)，低壓交流220伏常閉負荷輸出繼電斷路開關(6)，RpRyRyR4與中性線N及相線a、b、c並聯再與R5串聯組成直流開關電路12伏負極供電(7)，直流12伏常開繼電器(8)，交流12伏電源變壓器(9)，橋式整流器(10 )，R6、R7、R8、BG1、BG2組成直流開關電路(11 )，接地線(12 )，12伏直流電源濾波電容器(13)，V T2, T3、T4閥式避雷器(14)，N1是中性輸出線B1, b」 C1是380伏相輸出線(15)，其特徵在於:10千伏變壓器高壓線圈、Α、B、C是10千伏接頭線(1)，變壓器鐵心(2)，繞在低壓線圈外層的A、G2、G3屏蔽隔離層(3)，接地線(4)，變壓器低壓線圈、N是中性線a、b、c是380伏相線(5)，相互構成一臺隔離電力變壓器；低壓交流220伏常閉負荷輸出繼電斷路開關(6)，R1, R2, R3、R4與中性線N及相線a、b、c並聯再與R5串聯組成直流開關電路12伏負極供電(7)，直流12伏常開繼電器(8)，交流12伏電源變壓器(9)，橋式整流器(10)，R6、R7、R8、BG1、BG2組成直流開關電路(11)，接地線(12 )，12伏直流電源濾波電容器(13 )，T1、T2、T3、T4閥式避雷器(14), N1是中性輸出線a」 bp C1是380伏相輸出線(15),組成一個開關控制電路。
2.根據權利要求1所述的電力變壓器防雷、節能、輸出電網電不傷人，其特徵在於，所述的繞在低壓線圈外層的Gp G2、G3屏蔽隔離層(3)用導線連接接入大地。
3.根據權利要求1或2所述的電力變壓器防雷、節能、輸出電網電不傷人，其特徵在於，所述的Rp R2、R3、R4與中性線N及相線a、b、c並聯再與R5串聯組成直流開關電路12伏負極供電(7)當中的中性線N改為不接地。
4.根據權利要求1或2所述的電力變壓器防雷、節能、輸出電網電不傷人，其特徵在於，所述的R6、R7、R8、BG1, BG2組成直流開關電路(11)中BG2偏值電阻R8故意接入大地。
全文摘要
本創造發明是一種電力變壓器防雷、節能、輸出電網電不傷人，為解決電力變壓器不防雷擊，特設計了一臺隔離電力變壓器，使電力變壓器不受雷擊損壞，為了解決變壓器中性線接地浪費零序接地電流，特將中性線接地設計為中性線非接地，避免了零序接地電流的浪費，為了解決人體觸電造成傷害，特設計了一個控制電路，可使三相四線任一線觸地漏電時自動斷開，不觸地漏電時又自動恢復運行，在人體觸地接觸四線電壓之一時電網自動斷開，使人沒有觸電的感覺，人體觸地斷開四線之一時電網又自動恢復運行。實現了電力變壓器防雷、節能、輸出電網電不傷人的目的。
文檔編號H02H3/22GK103138249SQ20131006574
公開日2013年6月5日 申請日期2013年3月3日 優先權日2013年3月3日
發明者王國強, 王菲 申請人:王國強