改進的照明系統節電裝置的製作方法
2023-10-09 05:55:19 1
專利名稱：改進的照明系統節電裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種改進的節電裝置，特別是涉及一種改進的照明系統節電裝置。
背景技術：
實驗表明當日光燈、節能燈、高壓汞燈、高壓鈉燈等冷光源在額定電壓值的91％～96％的電壓，即在200V～211V的電壓下工作時，其使用壽命可以延長2～3倍，功耗可以降低10％～35％，其照度僅僅降低6％左右，對於人眼來說照度降低6％是察覺不出來的。基於上述實驗結果，本實用新型專利申請的申請人開發出了可以將照明電源電壓降低15～30伏的節電器，並獲得中國實用新型專利，其專利號分別為03205807.1和200420089620.9，名稱均為《照明系統節電器》，這兩種照明系統節電器對電力變壓器低壓側的輸出相電壓進行第二次降壓，給照明系統提供比較合適的工作電壓，以實現節電的目的；但是上述兩項專利在實施過程中遇到了下述問題1.很多用電大戶提出為了管理方便，希望安裝數百乃至數千KVA的大功率照明系統節電器；而上述兩項專利中使用的XED、SD或HSD鐵心均屬於小型變壓器鐵心，這些規格的鐵心沒有中、大功率用的國標鐵心，而專門設計和製造新的非國標鐵心很不方便；2.200420089620.9號實用新型專利需要在三相線圈繞組中銅線截面積最粗的繞組段進行抽頭，由於這部分繞組的銅線截面積大，尤其是在製作中、大功率節電器時，在三相線圈繞組的這部分繞組段進行抽頭工藝上難以處理。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種可以使用國標鐵心和不用在三相線圈繞組中銅線截面積最粗的繞組段進行抽頭的可製成大、中功率的改進的照明系統節電裝置。
本實用新型的目的是這樣實現的一種改進的照明系統節電裝置，包括三個三相輸入接點A1、B1、C1，三個三相輸出接點A2、B2、C2，三個三相空氣開關K1、K2、K3和零線接點N，其還包括有一個三極三位置轉換開關K4和一個抽頭式三相自耦變壓器；其中抽頭式三相自耦變壓器中包括一個三相鐵心T和三個完全相同的A相線圈繞組W1、B相線圈繞組W2及C相線圈繞組W3；在A相線圈繞組W1、B相線圈繞組W2及C相線圈繞組W3上分別設置有五個完全相同的接線抽頭a1、b1、c1、d1、e1，a2、b2、c2、d2、e2和a3、b3、c3、d3、e3；三相空氣開關K1和K2一端的六個接點並聯在三相輸入接點A1、B1和C1之上；三相空氣開關K1另一端的三個接點分別與接線抽頭a1、a2、a3電連接在一起；三相空氣開關K2另一端的三個接點分別與三相空氣開關K3一端的三個接點和三相輸出接點A2、B2和C2電連接在一起；三相空氣開關K3另一端的三個接點分別與接線抽頭b1、b2和b3電連接在一起；三極三位置轉換開關K4上的三個公共接點均與零線接點N電連接在一起，三極三位置轉換開關K4上的九個活動接點分別與接線抽頭c1、d1、e1、c2、d2、e2、c3、d3和e3電連接在一起；三相鐵心T為國標S9、S7、S11、S12或SG電力變壓器鐵心；在三相輸入接點A1、B1、C1上的輸入相電壓UA1＝UB1＝UC1＝230V時，當K4置於d1、d2、d3位置時，三相輸出接點A2、B2、C2上的輸出相電壓UA2-d1＝UB2-d2＝UC2-d3＝200V-210V；當K4置於e1、e2、e3位置時，三相輸出接點A2、B2、C2上的輸出相電壓比當K4置於d1、d2、d3位置時的輸出相電壓值提高3V-5V；當K4置於c1、c2、c3位置時，三相輸出接點A2、B2、C2上的輸出相電壓比當K4置於d1、d2、d3位置時的輸出相電壓值降低3V-5V。
本實用新型在製成大、中功率時，其中的三相鐵心T可以選用電力變壓器用的國標鐵心；同時，由於本實用新型只需在三相線圈繞組中銅線截面積最細的繞組段進行抽頭，所以本實用新型的抽頭工藝易於處理。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細說明；
圖1為本實用新型一種具體實施方式
的電路結構原理圖圖2為圖1所示本實用新型的輸出相電壓為200V±5V時，A相線圈繞組W1、B相線圈繞組W2和C相線圈繞組W3上各繞組的匝數分布示意圖具體實施方式
一種改進的照明系統節電裝置，包括三個三相輸入接點A1、B1、C1，三個三相輸出接點A2、B2、C2，三個三相空氣開關K1、K2、K3和零線接點N，其還包括有一個三極三位置轉換開關K4和一個抽頭式三相自耦變壓器；其中抽頭式三相自耦變壓器中包括一個三相鐵心T和三個完全相同的A相線圈繞組W1、B相線圈繞組W2及C相線圈繞組W3；在A相線圈繞組W1、B相線圈繞組W2及C相線圈繞組W3上分別設置有五個完全相同的接線抽頭a1、b1、c1、d1、e1，a2、b2、c2、d2、e2和a3、b3、c3、d3、e3；由於本實用新型中用於降壓的接線抽頭c1、d1、e1，c2、d2、e2，c3、d3、e3均分別設置在A相線圈繞組W1、B相線圈繞組W2及C相線圈繞組W3上銅線截面積最細的繞組段之上，所以上述接線抽頭在工藝上易於處理。
三相空氣開關K1和K2一端的六個接點並聯在三相輸入接點A1、B1和C1之上；三相空氣開關K1另一端的三個接點分別與接線抽頭a1、a2、a3電連接在一起；三相空氣開關K2另一端的三個接點分別與三相空氣開關K3一端的三個接點和三相輸出接點A2、B2和C2電連接在一起；三相空氣開關K3另一端的三個接點分別與接線抽頭b1、b2和b3電連接在一起；三極三位置轉換開關K4上的三個公共接點均與零線接點N電連接在一起，三極三位置轉換開關K4上的九個活動接點分別與接線抽頭c1、d1、e1、c2、d2、e2、c3、d3和e3電連接在一起；當本實用新型發生故障時，只需將K1和K3切斷，將K2接通，即可實現直通，以保證用戶的正常用電。
三相鐵心T可以根據本實用新型功率的大小選用國標S9、S7、S11、S12或SG系列電力變壓器鐵心；當然本實用新型中的三相鐵心T也可以選用其它適用的三相、單相變壓器鐵心。
在三相輸入接點A1、B1、C1上的輸入相電壓UA1＝UB1＝UC1＝230V時，當K4置於d1、d2、d3位置時，三相輸出接點A2、B2、C2上的輸出相電壓UA2-d1＝UB2-d2＝UC2-d3＝200V-210V；當K4置於e1、e2、e3位置時，三相輸出接點A2、B2、C2上的輸出相電壓比當K4置於d1、d2、d3位置時的輸出相電壓值提高3V-5V；當K4置於c1、c2、c3位置時，三相輸出接點A2、B2、C2上的輸出相電壓比當K4置於d1、d2、d3位置時的輸出相電壓值降低3V-5V；由於我國電力變壓器低壓側的線電壓輸出標準為400V，相應的相電壓為231V，所以上面取三相輸入接點A1、B1、C1上的輸入相電壓UA1＝UB1＝UC1＝230V；當然三相輸入接點A1、B1、C1上的輸入相電壓也可以是其它數值。
本實用新型使用時，根據用電現場實際的輸入相電壓UA1、UB1、UC1和達到節電目的所允許的輸出相電壓UA2、UB2、UC2來確定選用相應的本實用新型產品，選配時應以K4置於d1、d2、d3位置的壓降標準進行選擇；使用時，當輸入相電壓有波動時，可以通過將K4置於e1、e2、e3位置或c1、c2、c3位置進行修正。
也可以用可控矽或可變電抗器替代K4，這樣輸出相電壓UA2、UB2、UC2可以自動調整。
也可以採用電力電容器和抑制瞬變二極體或壓敏電阻，對負載電路中的高次諧波和尖峰脈衝幹擾進行濾除和吸收，這樣可以降低負載電路對電網供電質量的影響，同時可以減少電度表的誤計量，從而達到節約電費支出的目的。
也可以通過校正三相平衡，減小零線電流，進一步提高節電率；可以通過對線圈繞組採用Z形繞法或加裝Δ絞接線圈等措施實現。
本實用新型中，各部件的具體參數的計算方法可以如下，由於A相線圈繞組W1、B相線圈繞組W2及C相線圈繞組W3和其上的接線抽頭a1、b1、c1、d1、e1，a2、b2、c2、d2、e2和a3、b3、c3、d3、e3完全相同，為了便於描述，在後面的計算中僅以A相線圈繞組W1和其上的五個接線抽頭a1、b1、c1、d1、e1為例進行說明，其結算結果可以直接用於B相線圈繞組W2、C相線圈繞組W3和其上的接線抽頭a2、b2、c2、d2、e2，a3、b3、c3、d3、e3之上；一.鐵心選擇根據功率的要求，鐵心可以選擇S9、S7、S11、S12及SG等系列電力變壓器相應的鐵心或其他三相、單相變壓器鐵心。
二.每匝伏數的確定功率確定後，確定選用那種系列的鐵心，按照所確定的鐵心，可以從《電力變壓器技術手冊》中查得相應功率變壓器的每匝伏數κ，其單位為V/匝。
三.計算方法1.按實際最大負荷為本實用新型抽頭式三相自耦變壓器功率的60％選擇變壓器鐵心。
2.已知標準輸入相電壓UA1＝230V，K4置於d1位置時輸出相電壓的壓降值ΔUA2-d1為20V-30V，相應的輸出相電壓UA2-d1為200V-210V；K4置於c1時輸出相電壓的壓降值ΔUA2-C1比ΔUA2-d1降低3-5V，相應的輸出相電壓UA2-C1比UA2-d1也降低3-5V；K4置於e1位置時輸出相電壓的壓降值ΔUA2-e1比ΔUA2-d1提高3-5V，相應的輸出相電壓UA2-el比UA2-d1也提高3-5V。
3.W1中各繞組匝數的計算(1)為了保證本實用新型中的抽頭式三相自耦變壓器的勵磁電流在c1狀態下，即K4置於c1位置時不致過大，應該以輸入最高相電壓UA1M為250V來計算c1狀態下A相線圈繞組W1中a1-c1、b1-c1、a1-b1繞組的匝數①求a1-c1繞組匝數Wa1-c1=UA1M=250;]]>②求輸入最高相電壓UA1M＝250V，K4置於c1位置時輸出相電壓的壓降值ΔUA2-C1M有比例關係如下250UA2-C1M=230UA2-C1,]]>所以UA2-C1M=250UA2-C1230;]]>③求輸入最高相電壓UA1M＝250V，K4置於c1位置時的輸出相電壓UA2-C1MUA2-C1M＝250V-ΔUA2-C1M；④求b1-c1繞組匝數Wb1-c1=UA2-C1M;]]>⑤求a1-b1繞組匝數Wa1-b1＝Wa1-c1-Wb1-c1。
(2)計算c1-d1繞組的匝數Wc1-d1①求輸入最高相電壓UA1M＝250V，K4置於d1位置時輸出相電壓的壓降值ΔUA2-d1M有比例關係如下250UA2-d1M=230UA2-d1,]]>所以UA2-d1M=250UA2-d1230;]]>②求輸入最高相電壓UA1M＝250V，K4置於d1位置時的輸出相電壓UA2-d1MUA2-d1M＝250V-ΔUA2-d1M；③求c1-d1繞組匝數Wc1-d1，有比例關係如下Wa1-c1+Wc1-d1Wb1-c1+Wc1-d1=250UA2-d1M,]]>所以Wc1-d1=Wa1-c1UA2-d1M-Wb1-c1250UA2-d1M.]]>(3)計算d1-e1繞組的匝數Wd1-e1①求輸入最高相電壓UA1M＝250V，K4置於e1位置時輸出相電壓的壓降值ΔUA2-e1M有比例關係如下250UA2-e1M=230UA2-e1,]]>所以UA2-e1M=250UA2-e1230;]]>②求輸入最高相電壓UA1N＝250V，K4置於e1位置時的輸出相電壓UA2-e1M
UA2-e1M＝250V-ΔUA2-e1M③求d1-e1繞組匝數Wd1-e1，有比例關係如下Wa1-c1+Wc1-d1+Wd1-e1Wb1-c1+Wc1-d1+Wd1-e1=250UA2-e1M,]]>所以Wd1-e1=(Wa1-c1+Wc1-d1)UA2-e1M-(Wb1-c1+Wc1-d1)250UA2-e1M.]]>4.為了製造工藝方便，線圈繞組W1中各繞組的匝數最好是整數，當求得的匝數帶有小數點時，可以採取四捨五入的方法歸整。
實施例1製作一臺功率為400KVA的本實用新型，其標準輸入相電壓UA1＝230V，當K4置於d1位置時，輸出相電壓UA2-d1為200V；K4置於e1位置時，輸出相電壓UA2-e1比K4置於d1位置時提高5V，即UA2-e1＝205V；K4置於c1位置時，輸出相電壓UA2-c1比K4置於d1位置時降低5V，即UA2-c1＝195V。
1.三相鐵心T選用S9-10KV/50KVA電力變壓器鐵心。
2.由《電力變壓器技術手冊》查得S9-10KV/50KVA電力變壓器的每匝伏數κ＝2.9233V/匝。
3.計算W1中繞組的匝數(1)以輸入最高相電壓UA1M為250V，計算c1狀態下W1中a1-c1、b1-c1、a1-b1繞組的匝數①求a1-c1繞組匝數Wa1-c1 ②求輸入最高相電壓UA1M＝250V，K4置於c1位置時輸出相電壓的壓降值ΔUA2-C1M有比例關係如下250UA2-C1M=230UA2-C1,]]>所以UA2-C1M=250UA2-C1230=25035230=38V;]]>③求輸入最高相電壓UA1M＝250V，K4置於c1位置時的輸出相電壓UA2-C1MUA2-C1M＝250V-ΔUA2-C1M＝250-38＝212V；④求b1-c1繞組匝數Wb1-c1 ⑤求a1-b1繞組匝數Wa1-b1Wa1-b1＝Wa1-c1-Wb1-c1＝85.52-72.52＝13匝。
(2)計算c1-d1繞組的匝數Wc1-d1①求輸入最高相電壓UA1M＝250V，K4置於d1位置時輸出相電壓的壓降值ΔUA2-d1M有比例關係如下250UA2-d1M=230UA2-d1,]]>所以UA2-d1M=250UA2-d1230=25030230=32.61V;]]>②求輸入最高相電壓UA1M＝250V，K4置於d1時的輸出相電壓UA2-d1MUA2-d1M＝250V-ΔUA2-d1M＝250-32.61＝217.39V；③求c1-d1繞組匝數Wc1-d1，有比例關係如下Wa1-c1+Wc1-d1Wb1-c1+Wc1-d1=250UA2-d1M,]]>所以Wc1-d1=Wa1-c1UA2-d1M-Wb1-c1250UA2-d1M=85.52217.39-72.5225032.61]]> (3)計算d1-e1繞組的匝數Wd1-e1①求輸入最高相電壓UA1M＝250V，K4置於e1位置時輸出相電壓的壓降值ΔUA2-e1M有比例關係如下250UA2-e1M=230UA2-e1,]]>所以UA2-e1M=250UA2-e1230=25025230=27.17V;]]>②求輸入最高相電壓UA1M＝250V，K4置於e1位置時的輸出相電壓UA2-e1MUA2-e1M＝250V-ΔUA2-e1M＝250-27.17＝222.83V；②求d1-e1繞組匝數Wd1-e1，有比例關係如下Wa1-c1+Wc1-d1+Wd1-e1Wb1-c1+Wc1-d1+Wd1-e1=250UA2-e1M,]]>所以Wd1-e1=(Wa1-c1+Wc1-d1)UA2-e1M-(Wb1-c1+Wc1-d1)250UA2-e1M]]>=(85.52+14.14)222.83-(72.52+14.14)25027.17]]> W1中各繞組的匝數如圖2所示。
4.W1中各段繞組的導線截面積
b1-e1段線圈繞組的導線截面積，查S9-10KV/50KVA電力變壓器低壓繞組導線規格為2.24×11.2mm2；a1-b1段線圈繞組的導線截面積，查S9-10KV/400KVA電力變壓器低壓繞組導線規格為(5×9)mm2×6。
5.其它器件的規格K1、K2、K3為800A三相空氣開關；K4為100A三極三位置轉換開關；A為800A交流電流表；V為450V交流電壓表；HL為220V指示燈。
實施例2-9的參數計算方法與實施例1完全相同，其各項參數的具體數值詳見下表
權利要求1.一種改進的照明系統節電裝置，包括三個三相輸入接點A1、B1、C1，三個三相輸出接點A2、B2、C2，三個三相空氣開關K1、K2、K3和零線接點N，其特徵在於其還包括有一個三極三位置轉換開關K4和一個抽頭式三相自耦變壓器；其中抽頭式三相自耦變壓器中包括一個三相鐵心T和三個完全相同的A相線圈繞組W1、B相線圈繞組W2及C相線圈繞組W3；在A相線圈繞組W1、B相線圈繞組W2及C相線圈繞組W3上分別設置有五個完全相同的接線抽頭a1、b1、c1、d1、e1，a2、b2、c2、d2、e2和a3、b3、c3、d3、e3；三相空氣開關K1和K2一端的六個接點並聯在三相輸入接點A1、B1和C1之上；三相空氣開關K1另一端的三個接點分別與接線抽頭a1、a2、a3電連接在一起；三相空氣開關K2另一端的三個接點分別與三相空氣開關K3一端的三個接點和三相輸出接點A2、B2和C2電連接在一起；三相空氣開關K3另一端的三個接點分別與接線抽頭b1、b2和b3電連接在一起；三極三位置轉換開關K4上的三個公共接點均與零線接點N電連接在一起，三極三位置轉換開關K4上的九個活動接點分別與接線抽頭c1、d1、e1、c2、d2、e2、c3、d3和e3電連接在一起；三相鐵心T為國標S9、S7、S11、S12或SG電力變壓器鐵心；在三相輸入接點A1、B1、C1上的輸入相電壓UA1＝UB1＝UC1＝230V時，當K4置於d1、d2、d3位置時，三相輸出接點A2、B2、C2上的輸出相電壓UA2-d1＝UB2-d2＝UC2-d3＝200V-210V；當K4置於e1、e2、e3位置時，三相輸出接點A2、B2、C2上的輸出相電壓比當K4置於d1、d2、d3位置時的輸出相電壓值提高3V-5V；當K4置於c1、c2、c3位置時，三相輸出接點A2、B2、C2上的輸出相電壓比當K4置於d1、d2、d3位置時的輸出相電壓值降低3V-5V。
專利摘要本實用新型涉及一種改進的照明系統節電裝置，包括三個三相輸入接點A1、B1、C1，三個三相輸出接點A2、B2、C2，三個三相空氣開關K1、K2、K3和零線接點N，其還包括有一個三極三位置轉換開關K4和一個抽頭式三相自耦變壓器；其中抽頭式三相自耦變壓器中包括一個三相鐵心T和三個完全相同的A相線圈繞組W1、B相線圈繞組W2及C相線圈繞組W3；三相鐵心T為國標S9、S7、S11、S12或SG電力變壓器鐵心；本實用新型在製成大、中功率時，其中的三相鐵心T可以選用電力變壓器用的國標鐵心；同時，由於本實用新型只需在三相線圈繞組中銅線截面積最細的繞組段進行抽頭，所以本實用新型的抽頭工藝易於處理。
文檔編號H02M5/02GK2824496SQ20052012276
公開日2006年10月4日 申請日期2005年9月28日 優先權日2005年9月28日
發明者任西平 申請人:任西平