专利名称：小型低压有载自动调压单相配电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电控装置。
目前路灯供电电压的情况是即大部分时间处于用电负荷低谷，电网电压超出额定电15-20％的情况下运行。道路上照明灯泡因电压超高而缩短使用寿命，损坏率增加，增大了维护量，同时经济上也有很大损失。降压节电运行的技术要求迫在眉睫，过去一直采用变台式单相配装置，无有载调压箱式变电站。
本发明的目的在于提供一种单相箱式变电装置，它采用高压真空负荷开关、全密封、全绝缘单相变压器、低压串联自耦有载自动调压的箱式变电装置，以提高低压供电电压质量。无人值守，安全可靠、成本低的设计目的。
本发明的目的通过以下技术措施来实现的它由高压开关柜、变压器、低压配电柜组成，高压开关柜采用小型真空负荷开关，变压器采用全密封、全绝缘油浸式变压器，低压配出柜由计量、有载调压系统、配出负荷三部分组成，该配电装置低压侧采用串联有载自耦自动调压，调压信号经电压变送器输出与之对应的直流信号给智能调节器，该智能调节器按位控方式输出调压信号给可编程控制器PLC,PLC在调压程序的控制下输出调压信号给电磁调压开关，实现电压的闭环控制自动调压；输出电压质量在额定电压的±5％范围变化，开闭路灯用光电控制器，它按光照度的强弱自动开闭路灯。
所述手车式高压真空负荷开关柜的高压真空开关，经过高压熔断器后送给单相一次受电二次输出的D9-MJ全密封、全绝缘的变压器，变压器输出给低压配电柜；低压配电柜由RJD型低压熔断器，低压表计计量互感器，与调压变压器二次线圈相串联，根据运行电压可实现增电势或减电势；调压变压器一次与调压输出端并联实现低压串联自耦有载调压主电路，由空气开关交流接触器组成电磁调压开关在有载调控制器可手动调压，也可自动调压；由智能调节仪表与电热板组成有载调压控制器环境温度控制，使该控制器能在-30℃-+50℃环境温度范围内工作。
本发明的优点与积极效果是
本发明采用低压串联自耦有载自动调压，使该箱式变电站供出±5％额定电压，保证了供电电质量。节电运行，减少线路与变压器损耗，延长灯泡使用寿命，节省维护费用。由采用有载自动调压，光电自动控制路灯灯，使该箱式变电站在无人值守情况下长期、安全、可靠运行。
如下图1是本发明的小型低压有载自动调压路灯单相100KVA箱式变电站系统框图。
图2是本发明的该箱式变电站外型图。
图3是本发明低压串联自耦有载调压(三档)原理图。
图4是本发明低压串联自耦有载调压(四档)原理图。
图5是本发明GZG-10B手车式真空负荷开关接线图。
图6是本发明D9-MJ-100KVA油浸式变压器原理图。
图7是本发明调压变压器原理图。
图8A是本发明升压有载调压原理图(激磁接调压后)。
图8是本发明低压串联自耦有载调压系统原理图。
图9是本发明XXB-3有载调压控制器控制电路图。
图10是本发明XXB-3有载调压控制器内部接线图。
图11是本发明XXB-5有载调压控制器控制电路图。
图12是本发明XXB-5有载调压控制器内部接线图。
图13是本发明有载调压配电装置内部元件布置图。
下面结合附图所示实施例对本发明做进一步详述本装置主要由主高压开关柜1、变压器柜2及低压配电柜3三部分组成。见附图2(一)高压开关柜见附图5GZG-10B手车式真空负荷开关柜采用手车式结构。将高压真空开关、高压熔断器分别安装在用手可以拉出或推进的小车上，通过触头完成电路联接。每个柜外型尺寸高1.5米、宽0.5米、深0.9米。操作机构为手动弹簧储能操作机构，无自动保护功能，采用高压熔断器实现短路或过载保护。采用高压真空开关代替高压隔离开关。高压负荷开关只能开合空载电流及小的负荷电流。而真空开关可以开合负载电流及短路故障电流。经过实际运行满足“大二环”道路照明工程需要，体积小，结构紧凑，增加配电装置可靠性。
(二)D9-MJ-100KVA单相全密封全绝缘油浸式变压器单相变压器具有配线简单，无中性点电压位移的缺点。
全密封变压器器身和绝缘油与外界空气完全隔离，油中加抗氧化剂确保油长期运行，PH值保持不变。免维护，使用寿命达20年以上(普通变压器寿命15年)。
结构改进取消变压器油枕。为了确保油温变化时体积膨胀和缩小问题，采用获国家专利的膨胀式散热器来解决，在油箱顶部留有200mm左右变压器膨胀空间，并充氮气。
密封结构套管与箱壁、箱沿与箱盖密封处，均采用软木垫配以双管密封胶密封，保证变压器20年不渗漏。
全绝缘为了保证检修人员的人身安全，变压器高压套管采用美国固珀公司生产的具有负荷开关性能的肘型电缆插头，套管与插头相接，将带电部位密封绝缘体内，形成全绝缘结构。高压端子表面不带电(地电位)。可靠保证人身安全。低压引出线端子采用特制绝缘护罩保护起来，人触及也不会触电。高低压引出端子做到了全绝缘。
(三)低压配电柜由低压计量、有载调压系统、配出负荷开关三部分组成。
3-1．低压计量见附图8A刀熔开关(或RTD熔器)LH1为电流互感器接一只电流表。LH2为计量电量用互感器，给电度电流线圈供电，电度表电压线直接接于主电路上，它为计量电度表专用电流互感器。
3-2．有载调压系统由低压调压变压器、调压开关、有载调压控制器三部分组成。
3-2-1．有载调压变压器，见附图7
3-2-1-1．有载调压主电路调压变压器二次与主电路串联，见图3、图4，一次与主电路并联，接在调压后，成自耦接法，调压变压器二次电压与主电路电压可成升压或降压接法，若主电路的电压总是高于230V以上，调压变压器二次与主变压器的二次成降压接法；若主电路电压总是低于210V调压变压器二次与主电路成升压接法；若运行电压在200V-240V之间变化，调压器为四档，按图4接法，两档升压，两档降压。调压变压器二次电压值为调压值，用调压开关改换变压器一次线圈的分接头位置，改变调压变压器二次输出电压，从而实现分级调压。不论升压调压还是降压调压，均称为单方向调压，而升、降可逆的调压为双方向调压。
3-2-1-2．调压变压器发明见附图7，调压变器二次与主电路相串联。二次输出电压值为调压值，电源电压变化率规定为±5％，而实际电压变化率单方+15％或-15％，或双方向+10％至-10％变化率。以输出额定电压为220V计算，电压变化率为15％，调压变压器二次电压最高为33V，所以设计调压变压器二次最高电压为30V，共分三档，每档调压5％。应用改变调压变压器的变化改变二次输出电压。所以调压变压器一次线圈1-2端子260V，二次输出30V；1-3端子390V，二次输出为30V(实际第二档，在240-250V之间，二次电压为20V左右)1-4端子为780V(实际第三档，当地压250-260V，二次电压10V左右)二次电压为30V。调压变压器二次线圈采用箔式绕法，引出线采用自身折叠引出法，可不用庞大的氩弧焊机焊接低压引出线。是调压变压器工艺发明。1-2端子调压功率为100％,1-3端子调压功率为66％,1-4端子调压功率为33％，调压变压器容量等于主变压器容量乘以电压调整率百分数，一般为主电源的十分之一。
3-2-2．调压开关调压开关由交流接触器及空气开关组成。空气开关起作保护作用防止两档分接头同时闭合而造成分接线圈短路。空气开关遇短路而自动跳开。由于调压变压器容量为主电源变压器的十分之一。调压变压器一次与调压后并接，调压开关调压分接只是调压变压器一次激磁调压电流100KVA主变调压变压器只用10KVA，而一次260V，调压激磁最大电流为38A，所以用交流接触可以实现，分接头闭合、断开作用。调压过程先分调压开关，二次曾电感线圈运行状态，后闭合调压开关，调压过程中，由于调压变压器二次与主电路相串联，无瞬间断电，保证了供电连续性，实现有载调压。
3-2-3．XXB-3型有载自动调压控制器。该控制器由自动调压、手动调压、光电自动控制(自动、手动)环境温度控制组成。
自动有载调压见图8、图9。
ST4按钮(自锁式)为手动、自动调压转换按钮，ST4按进去为手动，弹出来为自动。调压控制的中间继电器断电，J1的各常闭触点自动将自动调压电路接通，可编程控制器输出端与调压开关的交流线圈相通。调压信号电压经电压变送器AD(AC、DC)，将变换成0-10V直流电压，该直流电压为智能调节仪表SRV(SR71)输入信号电压，SRV按位控工作方式上、下限报警输出，其上、下限值可以任意设定，SRV输出上、下限调压的开关量信号给可编程控制器S1(S7-212)调压程序写入可编程控制器中，在调压程序的控制下，输出调压信号闭合调压开关的交流接触器的线圈，交流接触器的得电而闭合，实现自动有载调压。调压编程规则1、上电后，首先经过3秒延时，进入第三档；2、检测入口开关量当电源电压从230→240V变化，持续15秒后，PLC输出控制电磁开关，先第3档分，后合第二档。其输出电压在210V～230V之间，停在第2档。
当电源电压240V→250V变化时，持续15秒后，PLC输出控制，调压开关先分第二档，后合第一档。其输出电压在210V～230V之间，停在第1档。
当电源电压超过250V上，持续15秒以后，PLC控制电磁调压开关，仍停在第一档。
当电源电压从250V→240V变化时，持续15秒后，PLC输出控制调压开关，先分第一档，后合第二档。其输出电压在210V～230V之间，停在第2档。
当电源电压从240V→230V变化时，持续15秒后，PLC输出控制调压开关，先分第二档后合第3档。其输出电压在210V～230V之间，停在第3档。
当电源电压低于210V以上时，持续15秒后，PLC输出控制调压开关仍停在第三档。
手动调压ST4按进去，J1中间继电器吸合，其触点将手动调压各电路接通，断开自动调压的电路。ST1、ST2、ST3为手动调压1、2、3档按钮，手动控制电路电气互锁，只能选其中之一，若同时按两个按钮也只能有一个开关闭合，防止两开关同时吸合而造成分接电压短路，按其智能调节仪表显示当前电压选按ST1、ST2、ST3其中之一按钮，观测智能仪表显示的当前电压值是否在规定电压范围内，如不在规定值范围内，先按ST5(停)按钮，使调压开关分，再重新按另一按钮，直至输出电压在规定范围内为止。
光电控制操作ST6(自锁式)，按进为手动操作，使J2、J3中间继电器(整夜灯、半夜灯控制)直接得电，其触点闭合路灯负荷真空接触器的线圈，真空接触器吸合而闭合路灯。ST6弹出，为自动光控，J2、J3中间继电器控制光控器DGK-3的整夜灯、半夜灯电路，DGK-3光控器按光照度强弱自动使J2、J3得电或断开而自动开，使路灯负荷开关真空接触器开、闭路灯。
环境温度控制由智能调节仪表SRT及装在调压控制器内部的电热板组成。智能调节仪表的温度传感器检测控制器内温度，温度信号由智能仪表转换成电压信号，智能仪表按位控方式作温控器用，可以任意设定温度，使调压控制器能工作在-30℃至+50℃环境温度下工作。控制器内的可编程控制器、智能调节仪表最低工作温度为零度，智能调节仪表根据使用所在地区一年四季最低温度，设置加热板下限温度，保证控制器内部温度在+15℃以上。沈阳地区下限设定值为35.5℃，冬季-30℃，控制器内温度在+15℃以上，当控制器温度超过36.5℃自动停止加热。
权利要求
1.小型低压有载自动调压单相配电装置，由高压开关柜、变压器、低压配电柜组成，其特征在于高压开关柜采用小型真空负荷开关，变压器采用全密封、全绝缘油浸式变压器，低压配出柜由计量、有载调压系统、配出负荷三部分组成，该配电装置低压侧采用串联自耦有载自动调整，调压信号经电压变送器输出与之对应的直流信号给智能调节器，该智能调节器按位控方式输出调压信号给可编程控制器PLC,PLC在调压程序的控制下输出调压信号给电磁调压开关，实现电压的闭环控制自动调压；输出电压设定在额定电压的±5％范围变化，开闭路灯用光电控制器，它按光照度的强弱自动开闭路灯。
2.如权利要求1所述的小型低压有载自动调压单相配电装置，其特征在于所述手式高压真空负荷开关柜的高压真空开关，经过高压熔断器后送给单相一次受电二次输出的全密封、全绝缘的变压器，变压器输出给低压配电柜；低压配电柜由RTD型低压熔断器，低压表计计量互感器，与调压变压器二次线圈相串联，根据运行电压可实现增电势或减电势；调压变压器一次与调压输出端并联实现低压串联自耦有载调压主电路，由空气开关交流接触器组成电磁调压开关在有载调控制器可手动调压，也可自动调压；由智能调节仪表与电热板组成有载调压控制器环境温度控制，使该控制器能在-30℃～+50℃环境温度范围内工作。
全文摘要
本发明涉及一种小型低压有载自动调压单相箱式配电装置(变电站)该箱式变电站一次受电电压10KV，二次输出电压为0.23KV。该箱式变电站由高压柜、低压配电柜、变压器三部分组成；采用油浸式变压器，路灯用箱式变电站的变压器，它采用单相变压器，它具有配线简单，无电压偏移问题。可有载自动调压。
文档编号H02B7/00GK1238584SQ9811397
公开日1999年12月15日 申请日期1998年5月12日 优先权日1998年5月12日
发明者张毓斗, 刘刚, 张家彦, 张敬学, 鲍凯弘, 冯全利, 尹毅 申请人:沈阳工业学院, 沈阳市路灯管理局