专利名称：一种有载调压变压器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种主要用于高低压配电系统的有载调压变压器。
在目前有载调压变压器产品中，其调压原理主要是通过有载调压分接开关调压，在变压器负载运行时用以改变一次或二次线圈的分接位置，改变其有效匝数，进行调压。
图1所示为现有有载调压开关动作程序示意图，它包括如下步骤A)主触头接通分触头1；B)辅助触头接通分接头2；C)主接头脱离分接头1；D)主触头和辅助触头同时接通分接头；E)辅助触头脱离分接头，换接过程结束。
其中，有载调压分接开关在变换分接过程中可采用电抗或电阻过度，以限制其过度时的循环电流，电抗式的特点是如果电抗器是按连续工作设计的，则在变换分接过程中，可以停留在跨接两个分接头的位置工作。在所需要的调压级数相同的情况下，使变压器线圈的分接头个数减少一半，同时，即使分接开关操作机构的供电电源在过度过程的任意位置时发生故障，变压器仍能继续运行。但过度时循环电流功率因数较低，切换开关电弧触头的电寿命较短，由于用了电抗器，使变压器体积增大、制造成本增高。
电阻式的特点是过度的时间较短，过度时循环电流功率因数为1，切换开关电弧触头的电寿命可由电抗式的1-2万次提高到10-20万次，但是，由于电阻是短时工作的，操作机构一经操作，必须连续完成，倘若由于机构不可靠而停留在过度位置，将使电阻烧损而造成事故。
有载调压分接开关由于操作频繁，一般机械寿命只有20万次，电弧触头电寿命只有2万次左右，有资料显示，在有载调压变压器故障统计中，有20％甚至更多的概率使有载调压开关故障。
本实用新型实现上述目的的方案是一种有载调压变压器，包括主变压器(T1)，其特征是还包括间接调压器(T2)、低压调压器(T3)和反馈控制回路；低压调压器(T3)的一次线圈连接在一个稳压变压器的输出端，二次侧线圈接间接调压器(T2)的一次线圈，间接调压器(T2)的二次侧线圈为高压线圈，串联在主变压器(T1)的一次线圈的中部、端部或中性点处；所述反馈控制回路用于对低压调压器(T3)进行调压，可以是全自动、半自动或人工手动控制。
采用以上方案的有益效果由于调压执行部位是低压调压器，故障率大大降低，而它通过间接调节器过渡后同样能够实现大容量、高电压的有载调压。
图2是本实用新型串联有载调压变压器实施例一示意图。
图3是本实用新型串联有载调压变压器实施例二示意图。
图4是本实用新型串联有载调压变压器实施例三示意图。
图5是本实用新型串联有载调压变压器实施例四示意图。
图6是本实用新型串联有载调压变压器实施例五示意图。
本实用新型所提出的有载调压变压器包括主变压器(T1)、间接调压器(T2)、低压调压器(T3)和反馈控制回路；低压调压器(T3)的一次线圈连接在一个稳压变压器的输出端，二次侧线圈接间接调压器(T2)的一次线圈，间接调压器(T2)的二次侧线圈为高压线圈，串联在主变压器(T1)的一次线圈的中部、端部或中性点处；所述反馈控制回路用于对低压调压器(T3)进行调压，可以是全自动、半自动或人工手动控制。
当然是自动控制式最好，本实用新型实现自动控制的方案是反馈控制回路包括取样电路(K1)、A/D电路(K2)、微处理器电路(K3)、控制电路(K4)和调压执行装置，所述取样电路(K1)输入端连接于输出电压上，输出端经A/D电路(K2)接微处理器电路(K3)，微处理器电路(K3)又接到控制电路(K4)，控制电路(K4)接调压执行装置，调压执行装置用于对低压调压器(T3)一次线圈进行调节以实现调压。
如图2所示为是本实用新型串联有载调压变压器实施例一，其主要特点是T3处是用机械调压，它的低压调压器(T3)是三相或单相接触自藕调压器，有三组或一组能相对对称移动的电刷，其一次线圈接成Y型；所述调压执行装置是伺服控制电机与(M)与传动机构。其自动调整原理如下三相输出电压经取样和A/D转换后，变换成对应的数字量，送入微机(单片机)系统，经微机比较处理后，驱动控制器工作，使司服电机转动，带动三相接触调压器T3上的每对电刷作相对滑动，调节其二次侧电压的大小和极性，在间接调压器上产生可正可负的补电压，从而达到自动稳压的目的。当输出电压回复到允许的范围之内时，控制器停止工作，司服电机停止转动。
图2中的主变压器T1是一台三相大功率干式配电变压器，作为正常的配电变压用，间接调压变压器T2也是一台干式变压器，但容量相对较小，一般只有主变压器T1容量的20％左右，用作补偿变压器用。T3为三相接触调压器，有三组能相对对称移动的电刷(如果是单相就只有一组)，电压调压电路由接触调压器T3和间接调压变压器T2组成。接触调压器T3的一次线圈接成Y型，连接在稳压变压器的输出端，二次侧线圈接间接调压器的一次线圈，间接调压器的二次侧线圈串联在主变压器的一次线圈的中部，或串联在主变压器的端部或中性点处(一般相对于主变压器一次线圈为Y接线的情况)。若不计间接调压变压器上的阻抗压降，则有载调压变压器的输出电压U2i＝U1i/K1±ΔUi/K2式中U2i有载调压变压器的输出电压U1i/K1有载调压变压器输入高压侧电压(折算到有载调压变压器低压侧的输入电压)ΔUi/K2有载调压变压器的补偿电压(折算到有载调压变压器低压侧的补偿电压)K1为有载调压变压器无间接调压变压器时的变比K2为有载调压变压器间接调压变压器折算到有载调压变压器低压侧的变比。
输入电压变化或负载改变时，输出电压会随之改变，比如，输入电压增加(减少)时，输出电压也随之增加(减少)。但是，通过调整可使ΔUi减少(增加)，使输出电压稳定在给定的范围内。同样，负载改变时，有载调压变压器也可对输出电压作出类似的调整。
从机械结构上讲，本实用新型可以分成下述三种方式A)所述主变压器(T1)、间接调压器(T2)、低压调压器(T3)、取样电路(K1)、A/D电路(K2)、微处理器电路(K3)、控制电路(K4)和调压执行装置集中在一个外壳中，如图3所示，也即本实用新型实施例二；B)主变压器(T1)和间接调压器(T2)集中在一个外壳中，其它部件集中在另外一个外壳中，如图4所示，也即本实用新型实施例三；C)主变压器(T1)单独在一个外壳中，其它部件集中在另外的外壳中，如图5所示，也即本实用新型实施例四。
图6所示则为本实用新型实施例五，它是一种电子式调压变压器，使用静态电子开关组CF1、CF2、CF3代替司服电机和机械传动系统，使用单片机系统来控制多个无触点开关的通断取得正负补偿电压，构成无碳刷、无触点、无机械传动系统的装置。可提高有载调压变压器的供电可靠性。
根据目前变压器的运行情况来看，变压器负荷侧电压一般在400伏-420伏左右，相对于额定电压380伏来说，存在巨大的电能浪费，由于本有载调压变压器的使用，自动调整电压取得的节电效果十分明显，从图2、图6可以看出，将调压变压器输出电压从U1调整到U2，按公式P＝U2/R可得在纯电阻的照明和电热负荷中的节电率η为η＝ΔP/P＝P1-P2/P1＝1-P2/P1＝1-(U2/U1)2＝1-(380/420)2＝0.182一般情况下，如果U2＝0.98U1，则η＝4％U2＝0.96U1，则η＝7.8％U2＝0.94U1，则η＝11.6％U2＝0.92U1，则η＝15.4％U2＝0.90U1，则η＝18.2％可见其节电效果十分显著。反之，如果(单相)U2＝1.093U1，则1KW负荷5000小时浪费电能0.0465万度10KW负荷5000小时浪费电能0.465万度100KW负荷5000小时浪费电能4.65万度200KW负荷5000小时浪费电能9.3万度300KW负荷5000小时浪费电能13.95万度500KW负荷5000小时浪费电能23.25万度U2＝1.193U1，则1KW负荷5000小时浪费电能0.095万度10KW负荷5000小时浪费电能0.95万度100KW负荷5000小时浪费电能9.5万度200KW负荷5000小时浪费电能19.3万度300KW负荷5000小时浪费电能28.5万度500KW负荷5000小时浪费电能47.5万度U2＝1.291U1 则1KW负荷5000小时浪费电能0.1455万度10KW负荷5000小时浪费电能1.455万度100KW负荷5000小时浪费电能14.55万度
200KW负荷5000小时浪费电能29.1万度300KW负荷5000小时浪费电能43.65万度500KW负荷5000小时浪费电能72.75万度本实用新型还在调压变压器的高压侧设置了过电压吸收及滤波装置F(即电压保护电路F)，吸收了变压器系统的过电压及系统瞬变干扰(脉冲型和振动型瞬变)，抑制了高压侧的线路噪声、滤掉了高频谐波，同样也能节电。
本实用新型还在串联变压器T2两端并联一补偿电容器，可提高变压器的功率因数，降低调压变压器的启动冲击电流节电。
本实用新型还在有载调压变压器的输出端到三相自藕变压器输入端增设自动空气开关电路，以保护三相自藕调压器T3，提高有载调压变压器的运行可靠性。
本实用新型还有如下优点1)克服现有低压调压变压器只能局部调压，如果要大范围调压就需要停电的问题；2)T2线圈还起限流作用，因为它的电压高，电流自然就小；3)由于T2串在高压侧，截面小，所用铜材少，耗电少；4)因为它可以单相调节，可以补偿三相不平衡。
权利要求1.一种有载调压变压器，包括主变压器(T1)，其特征是还包括间接调压器(T2)、低压调压器(T3)和反馈控制回路；低压调压器(T3)的一次线圈连接在一个稳压变压器的输出端，二次侧线圈接间接调压器(T2)的一次线圈，间接调压器(T2)的二次侧线圈为高压线圈，串联在主变压器(T1)的一次线圈的中部、端部或中性点处；所述反馈控制回路用于对低压调压器(T3)进行调压，可以是全自动、半自动或人工手动控制。
2.如权利要求1所述的一种有载调压变压器，其特征是反馈控制回路包括取样电路(K1)、A/D电路(K2)、微处理器电路(K3)、控制电路(K4)和调压执行装置，所述取样电路(K1)输入端连接于输出电压上，输出端经A/D电路(K2)接微处理器电路(K3)，微处理器电路(K3)又接到控制电路(K4)，控制电路(K4)接调压执行装置，调压执行装置用于对低压调压器(T3)一次线圈进行调节以实现调压。
3.如权利要求2所述的一种有载调压变压器，其特征是所述低压调压器(T3)是三相或单相接触自藕调压器，有三组或一组能相对对称移动的电刷，其一次线圈接成Y型；所述调压执行装置是伺服控制电机(M)与传动机构。
4.如权利要求2所述的一种有载调压变压器，其特征是所述调压执行装置是静态电子开关组(CF1、CF2、CF3)，使用微处理电路(K3)控制多个无触点开关的通断取得正负补偿电压，构成无碳刷、无触点、无机械传动系统的装置。
5.如权利要求1或2所述的一种有载调压变压器，其特征是在间接调压器(T2)的高压侧设过电压保护电路(F)。
6.如权利要求1或2所述的一种有载调压变压器，其特征是在有载调压变压器的输出端到三相自藕变压器输入端增设自动空气开关电路。
7.如权利要求1或2所述的一种有载调压变压器，其特征是在间接调压器(T2)的高压侧两端并联一补偿电容器。
8.如权利要求2所述的一种有载调压变压器，其特征是所述主变压器(T1)、间接调压器(T2)、低压调压器(T3)、取样电路(K1)、A/D电路(K2)、微处理器电路(K3)、控制电路(K4)和调压执行装置集中在一个外壳中，或者主变压器(T1)和间接调压器(T2)集中在一个外壳中，其它部件集中在另外一个外壳中，或者主变压器(T1)单独在一个外壳中，其它部件集中在另外的外壳中。
专利摘要本实用新型公开一种有载调压变压器，包括主变压器(T1)，其特征是还包括间接调压器(T2)、低压调压器(T3)和反馈控制回路；低压调压器(T3)的一次线圈连接在一个稳压变压器的输出端，二次侧线圈接间接调压器(T2)的一次线圈，间接调压器(T2)的二次侧线圈为高压线圈，串联在主变压器(T1)的一次线圈的中部、端部或中性点处；所述反馈控制回路用于对低压调压器(T3)进行调压，可以是全自动、半自动或人工手动控制。由于调压执行部位是低压调压器，故障率大大降低，而它通过间接调节器后同样能够实现大容量、高电压的有载调压。
文档编号H01F29/00GK2602473SQ03223668
公开日2004年2月4日 申请日期2003年2月20日 优先权日2003年2月20日
发明者朱跃钢 申请人:朱跃钢