小型低壓有載自動調壓單相配電裝置的製作方法

2023-05-11 08:09:41 1

專利名稱：小型低壓有載自動調壓單相配電裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電控裝置。
目前路燈供電電壓的情況是即大部分時間處於用電負荷低谷，電網電壓超出額定電15-20％的情況下運行。道路上照明燈泡因電壓超高而縮短使用壽命，損壞率增加，增大了維護量，同時經濟上也有很大損失。降壓節電運行的技術要求迫在眉睫，過去一直採用變臺式單相配裝置，無有載調壓箱式變電站。
本發明的目的在於提供一種單相箱式變電裝置，它採用高壓真空負荷開關、全密封、全絕緣單相變壓器、低壓串聯自耦有載自動調壓的箱式變電裝置，以提高低壓供電電壓質量。無人值守，安全可靠、成本低的設計目的。
本發明的目的通過以下技術措施來實現的它由高壓開關櫃、變壓器、低壓配電櫃組成，高壓開關櫃採用小型真空負荷開關，變壓器採用全密封、全絕緣油浸式變壓器，低壓配出櫃由計量、有載調壓系統、配出負荷三部分組成，該配電裝置低壓側採用串聯有載自耦自動調壓，調壓信號經電壓變送器輸出與之對應的直流信號給智能調節器，該智能調節器按位控方式輸出調壓信號給可編程控制器PLC,PLC在調壓程序的控制下輸出調壓信號給電磁調壓開關，實現電壓的閉環控制自動調壓；輸出電壓質量在額定電壓的±5％範圍變化，開閉路燈用光電控制器，它按光照度的強弱自動開閉路燈。
所述手車式高壓真空負荷開關櫃的高壓真空開關，經過高壓熔斷器後送給單相一次受電二次輸出的D9-MJ全密封、全絕緣的變壓器，變壓器輸出給低壓配電櫃；低壓配電櫃由RJD型低壓熔斷器，低壓表計計量互感器，與調壓變壓器二次線圈相串聯，根據運行電壓可實現增電勢或減電勢；調壓變壓器一次與調壓輸出端並聯實現低壓串聯自耦有載調壓主電路，由空氣開關交流接觸器組成電磁調壓開關在有載調控制器可手動調壓，也可自動調壓；由智能調節儀表與電熱板組成有載調壓控制器環境溫度控制，使該控制器能在-30℃-+50℃環境溫度範圍內工作。
本發明的優點與積極效果是
本發明採用低壓串聯自耦有載自動調壓，使該箱式變電站供出±5％額定電壓，保證了供電電質量。節電運行，減少線路與變壓器損耗，延長燈泡使用壽命，節省維護費用。由採用有載自動調壓，光電自動控制路燈燈，使該箱式變電站在無人值守情況下長期、安全、可靠運行。


如下圖1是本發明的小型低壓有載自動調壓路燈單相100KVA箱式變電站系統框圖。
圖2是本發明的該箱式變電站外型圖。
圖3是本發明低壓串聯自耦有載調壓(三檔)原理圖。
圖4是本發明低壓串聯自耦有載調壓(四檔)原理圖。
圖5是本發明GZG-10B手車式真空負荷開關接線圖。
圖6是本發明D9-MJ-100KVA油浸式變壓器原理圖。
圖7是本發明調壓變壓器原理圖。
圖8A是本發明升壓有載調壓原理圖(激磁接調壓後)。
圖8是本發明低壓串聯自耦有載調壓系統原理圖。
圖9是本發明XXB-3有載調壓控制器控制電路圖。
圖10是本發明XXB-3有載調壓控制器內部接線圖。
圖11是本發明XXB-5有載調壓控制器控制電路圖。
圖12是本發明XXB-5有載調壓控制器內部接線圖。
圖13是本發明有載調壓配電裝置內部元件布置圖。
下面結合附圖所示實施例對本發明做進一步詳述本裝置主要由主高壓開關櫃1、變壓器櫃2及低壓配電櫃3三部分組成。見附圖2(一)高壓開關櫃見附圖5GZG-10B手車式真空負荷開關櫃採用手車式結構。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，通過觸頭完成電路聯接。每個櫃外型尺寸高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，採用高壓熔斷器實現短路或過載保護。採用高壓真空開關代替高壓隔離開關。高壓負荷開關只能開合空載電流及小的負荷電流。而真空開關可以開合負載電流及短路故障電流。經過實際運行滿足「大二環」道路照明工程需要，體積小，結構緊湊，增加配電裝置可靠性。
(二)D9-MJ-100KVA單相全密封全絕緣油浸式變壓器單相變壓器具有配線簡單，無中性點電壓位移的缺點。
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，PH值保持不變。免維護，使用壽命達20年以上(普通變壓器壽命15年)。
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問題，採用獲國家專利的膨脹式散熱器來解決，在油箱頂部留有200mm左右變壓器膨脹空間，並充氮氣。
密封結構套管與箱壁、箱沿與箱蓋密封處，均採用軟木墊配以雙管密封膠密封，保證變壓器20年不滲漏。
全絕緣為了保證檢修人員的人身安全，變壓器高壓套管採用美國固珀公司生產的具有負荷開關性能的肘型電纜插頭，套管與插頭相接，將帶電部位密封絕緣體內，形成全絕緣結構。高壓端子表面不帶電(地電位)。可靠保證人身安全。低壓引出線端子採用特製絕緣護罩保護起來，人觸及也不會觸電。高低壓引出端子做到了全絕緣。
(三)低壓配電櫃由低壓計量、有載調壓系統、配出負荷開關三部分組成。
3-1．低壓計量見附圖8A刀熔開關(或RTD熔器)LH1為電流互感器接一隻電流表。LH2為計量電量用互感器，給電度電流線圈供電，電度表電壓線直接接於主電路上，它為計量電度表專用電流互感器。
3-2．有載調壓系統由低壓調壓變壓器、調壓開關、有載調壓控制器三部分組成。
3-2-1．有載調壓變壓器，見附圖7
3-2-1-1．有載調壓主電路調壓變壓器二次與主電路串聯，見圖3、圖4，一次與主電路並聯，接在調壓後，成自耦接法，調壓變壓器二次電壓與主電路電壓可成升壓或降壓接法，若主電路的電壓總是高於230V以上，調壓變壓器二次與主變壓器的二次成降壓接法；若主電路電壓總是低於210V調壓變壓器二次與主電路成升壓接法；若運行電壓在200V-240V之間變化，調壓器為四檔，按圖4接法，兩檔升壓，兩檔降壓。調壓變壓器二次電壓值為調壓值，用調壓開關改換變壓器一次線圈的分接頭位置，改變調壓變壓器二次輸出電壓，從而實現分級調壓。不論升壓調壓還是降壓調壓，均稱為單方向調壓，而升、降可逆的調壓為雙方向調壓。
3-2-1-2．調壓變壓器發明見附圖7，調壓變器二次與主電路相串聯。二次輸出電壓值為調壓值，電源電壓變化率規定為±5％，而實際電壓變化率單方+15％或-15％，或雙方向+10％至-10％變化率。以輸出額定電壓為220V計算，電壓變化率為15％，調壓變壓器二次電壓最高為33V，所以設計調壓變壓器二次最高電壓為30V，共分三檔，每檔調壓5％。應用改變調壓變壓器的變化改變二次輸出電壓。所以調壓變壓器一次線圈1-2端子260V，二次輸出30V；1-3端子390V，二次輸出為30V(實際第二檔，在240-250V之間，二次電壓為20V左右)1-4端子為780V(實際第三檔，當地壓250-260V，二次電壓10V左右)二次電壓為30V。調壓變壓器二次線圈採用箔式繞法，引出線採用自身摺疊引出法，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％，調壓變壓器容量等於主變壓器容量乘以電壓調整率百分數，一般為主電源的十分之一。
3-2-2．調壓開關調壓開關由交流接觸器及空氣開關組成。空氣開關起作保護作用防止兩檔分接頭同時閉合而造成分接線圈短路。空氣開關遇短路而自動跳開。由於調壓變壓器容量為主電源變壓器的十分之一。調壓變壓器一次與調壓後並接，調壓開關調壓分接只是調壓變壓器一次激磁調壓電流100KVA主變調壓變壓器只用10KVA，而一次260V，調壓激磁最大電流為38A，所以用交流接觸可以實現，分接頭閉合、斷開作用。調壓過程先分調壓開關，二次曾電感線圈運行狀態，後閉合調壓開關，調壓過程中，由於調壓變壓器二次與主電路相串聯，無瞬間斷電，保證了供電連續性，實現有載調壓。
3-2-3．XXB-3型有載自動調壓控制器。該控制器由自動調壓、手動調壓、光電自動控制(自動、手動)環境溫度控制組成。
自動有載調壓見圖8、圖9。
ST4按鈕(自鎖式)為手動、自動調壓轉換按鈕，ST4按進去為手動，彈出來為自動。調壓控制的中間繼電器斷電，J1的各常閉觸點自動將自動調壓電路接通，可編程控制器輸出端與調壓開關的交流線圈相通。調壓信號電壓經電壓變送器AD(AC、DC)，將變換成0-10V直流電壓，該直流電壓為智能調節儀表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、下限值可以任意設定，SRV輸出上、下限調壓的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，在調壓程序的控制下，輸出調壓信號閉合調壓開關的交流接觸器的線圈，交流接觸器的得電而閉合，實現自動有載調壓。調壓編程規則1、上電後，首先經過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，持續15秒後，PLC輸出控制電磁開關，先第3檔分，後合第二檔。其輸出電壓在210V～230V之間，停在第2檔。
當電源電壓240V→250V變化時，持續15秒後，PLC輸出控制，調壓開關先分第二檔，後合第一檔。其輸出電壓在210V～230V之間，停在第1檔。
當電源電壓超過250V上，持續15秒以後，PLC控制電磁調壓開關，仍停在第一檔。
當電源電壓從250V→240V變化時，持續15秒後，PLC輸出控制調壓開關，先分第一檔，後合第二檔。其輸出電壓在210V～230V之間，停在第2檔。
當電源電壓從240V→230V變化時，持續15秒後，PLC輸出控制調壓開關，先分第二檔後合第3檔。其輸出電壓在210V～230V之間，停在第3檔。
當電源電壓低於210V以上時，持續15秒後，PLC輸出控制調壓開關仍停在第三檔。
手動調壓ST4按進去，J1中間繼電器吸合，其觸點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，手動控制電路電氣互鎖，只能選其中之一，若同時按兩個按鈕也只能有一個開關閉合，防止兩開關同時吸合而造成分接電壓短路，按其智能調節儀表顯示當前電壓選按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定電壓範圍內，如不在規定值範圍內，先按ST5(停)按鈕，使調壓開關分，再重新按另一按鈕，直至輸出電壓在規定範圍內為止。
光電控制操作ST6(自鎖式)，按進為手動操作，使J2、J3中間繼電器(整夜燈、半夜燈控制)直接得電，其觸點閉合路燈負荷真空接觸器的線圈，真空接觸器吸合而閉合路燈。ST6彈出，為自動光控，J2、J3中間繼電器控制光控器DGK-3的整夜燈、半夜燈電路，DGK-3光控器按光照度強弱自動使J2、J3得電或斷開而自動開，使路燈負荷開關真空接觸器開、閉路燈。
環境溫度控制由智能調節儀表SRT及裝在調壓控制器內部的電熱板組成。智能調節儀表的溫度傳感器檢測控制器內溫度，溫度信號由智能儀錶轉換成電壓信號，智能儀表按位控方式作溫控器用，可以任意設定溫度，使調壓控制器能工作在-30℃至+50℃環境溫度下工作。控制器內的可編程控制器、智能調節儀表最低工作溫度為零度，智能調節儀表根據使用所在地區一年四季最低溫度，設置加熱板下限溫度，保證控制器內部溫度在+15℃以上。瀋陽地區下限設定值為35.5℃，冬季-30℃，控制器內溫度在+15℃以上，當控制器溫度超過36.5℃自動停止加熱。
權利要求
1.小型低壓有載自動調壓單相配電裝置，由高壓開關櫃、變壓器、低壓配電櫃組成，其特徵在於高壓開關櫃採用小型真空負荷開關，變壓器採用全密封、全絕緣油浸式變壓器，低壓配出櫃由計量、有載調壓系統、配出負荷三部分組成，該配電裝置低壓側採用串聯自耦有載自動調整，調壓信號經電壓變送器輸出與之對應的直流信號給智能調節器，該智能調節器按位控方式輸出調壓信號給可編程控制器PLC,PLC在調壓程序的控制下輸出調壓信號給電磁調壓開關，實現電壓的閉環控制自動調壓；輸出電壓設定在額定電壓的±5％範圍變化，開閉路燈用光電控制器，它按光照度的強弱自動開閉路燈。
2.如權利要求1所述的小型低壓有載自動調壓單相配電裝置，其特徵在於所述手式高壓真空負荷開關櫃的高壓真空開關，經過高壓熔斷器後送給單相一次受電二次輸出的全密封、全絕緣的變壓器，變壓器輸出給低壓配電櫃；低壓配電櫃由RTD型低壓熔斷器，低壓表計計量互感器，與調壓變壓器二次線圈相串聯，根據運行電壓可實現增電勢或減電勢；調壓變壓器一次與調壓輸出端並聯實現低壓串聯自耦有載調壓主電路，由空氣開關交流接觸器組成電磁調壓開關在有載調控制器可手動調壓，也可自動調壓；由智能調節儀表與電熱板組成有載調壓控制器環境溫度控制，使該控制器能在-30℃～+50℃環境溫度範圍內工作。
全文摘要
本發明涉及一種小型低壓有載自動調壓單相箱式配電裝置(變電站)該箱式變電站一次受電電壓10KV，二次輸出電壓為0.23KV。該箱式變電站由高壓櫃、低壓配電櫃、變壓器三部分組成；採用油浸式變壓器，路燈用箱式變電站的變壓器，它採用單相變壓器，它具有配線簡單，無電壓偏移問題。可有載自動調壓。
文檔編號H02B7/00GK1238584SQ9811397
公開日1999年12月15日 申請日期1998年5月12日 優先權日1998年5月12日
發明者張毓鬥, 劉剛, 張家彥, 張敬學, 鮑凱弘, 馮全利, 尹毅 申請人:瀋陽工業學院, 瀋陽市路燈管理局