特种变压器的制作方法

本发明涉及变压器制造技术领域，特别涉及适用在6KV或是10KV电网的6KV与10KV转换特种变压器。

背景技术：

我国国家电网中6KV和10KV同属一个电压等级，在各大油田、煤矿、铁矿、金矿等矿区为区别地方电网，进一步讲为防止地方接用矿区电力，各矿区均采用6KV电压为生产电压。随着地方法治建设和国家电网建设的逐步完善，为减少电网重复投资，及用电设备的标准化，各矿区电压会逐步去掉6KV电网，统一改为10KV电压。

当各矿区电压有6KV改为10KV电压时，目前使用的6KV级变压器均需改造或淘汰，全部更换为10KV变压器，这将造成巨大的固定资产和投资浪费。为避免上述浪费，在双电源电压共存时期，需要变压器能够适用于6KV或10KV的应用环境中。

另外，还有一个技术难题：仅通过改变变压器内绕组的接线组别调节出来的电压不正好是10KV或6KV。以10KV变压器为例：星型连接的线电压的大小为相电压的根号3倍。通过星角转换出来的电压为5773.6V，需要对此进行调节才能达到6KV。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供同时适用于10KV或是6KV电网环境可切换的特种变压器。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种特种变压器，包括A相线圈、B相线圈、C相线圈，还包括第一转换开关、第二转换开关；

第一转换开关具有端子二、端子三、端子四、端子五；第二转换开关具有端子A2、A3、A4、A5，端子B2、B3、B4、B5，端子C2、C3、C4、C5；

A相线圈包括主线圈A以及辅助线圈X，辅助线圈具有抽头X4、抽头X2、抽头X3、抽头X5、抽头X；

B相线圈包括主线圈B以及辅助线圈Y，辅助线圈具有抽头Y4、抽头Y2、抽头Y3、抽头Y5、抽头Y；

C相线圈包括主线圈C以及辅助线圈Z，辅助线圈具有抽头Z4、抽头Z2、抽头Z3、抽头Z5、抽头Z；

主线圈A的一端连接第一转换开关的端子二，主线圈A的另一端连接抽头X4，抽头X4连接第一转换开关的端子四，抽头X2连接第一转换开关的端子二，抽头X3连接第一转换开关的端子三，抽头X5连接第一转换开关以及第二转换开关的端子A5，抽头X连接第二转换开关的端子B3；

主线圈B的一端连接第二转换开关的端子B2，主线圈B的另一端连接抽头Y4，抽头Y2悬空，抽头Y3悬空，抽头Y5连接第二转换开关的端子B5，抽头Y连接第二转换开关的端子C3；

主线圈C的一端连接第二转换开关的端子C2，主线圈C的另一端连接抽头Z4，抽头Z2悬空，抽头Z3悬空，抽头Z5连接第二转换开关的端子C5，抽头Z连接第二转换开关端子A3。

通过上述设置，额定电压为10KV的配电变压器，高压绕组一般为Y联结，当改为D联结时，线端电压为5774V，对于6000V额定电压尚有226V的电压差，为使得低压输出端的电压不变，此时需要在高压绕组增加匝数予以补偿，本方案，第一转换开关用来调压，第二转换开关用来切换Y-D联结方式。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述A相线圈、B相线圈、C相线圈上分别设置有第一温度检测元件、第二温度检测元件、第三温度检测元件；

还设置有控制单元，接收第一温度检测元件、第二温度检测元件、第三温度检测元件三者的信号，用以与同一基准值进行比较，并在任一温度高于基准是输出报警信号；

警示电路，用以接收报警信号后发声或发光报警。

通过上述设置，通过温度检测元件，可以分别检测对应位置的线圈，由于线圈有三相，通过分别检测，相对于采用几个传感器进行检测，具有更高的准确度，并且能够及时将温度与设定的基准进行比较，从而在稳定超过设定值时，立即报警，提高安全性能。

作为本发明的具体方案可以优选为：控制单元包括多个比较器、“或”门逻辑电路，每个比较器用以将对应的输入信号进行比较厚输出给“或”门电路，“或”门电路的输出端连接警示电路。

通过上述设置，由于是多个温度检测元件进行检测，信号需要进行逻辑处理，当其中一相温度过高时，通过“或”门电路进行逻辑或的运算，即可进行输出，从而实现对任一一相线圈出现温度异常时，即可报警。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述控制单元还包括一求和运算单元，用以将第一温度检测元件、第二温度检测元件、第三温度检测元件三者的信号叠加处理进行输出叠加信号；

警示电路还用以指示叠加信号。

通过上述设置，为了进一步提高温度检测精度，运行过程中也会存在外部环境温度过高的情况，采用此电路可以扩大温度检测的范围，从而可以对大范围的区域进行温度检测，将采集到的温度信号进行叠加，从而确定，此区域范围内温度是否超过设定值。如果区域范围内的温度超过设定值，则可以通过警示电路进行报警。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述求和运算单元为加法器电路，加法器电路的输出端还连接比较器进行比较，比较器的输出端连接“或”门电路。

通过上述设置，运算单元采用加法器电路，结构简单，易于实施。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述第一温度检测元件、第二温度检测元件、第三温度检测元件的供电支路分别设置有对应的开关元件，所述控制单元还包括一循环开关电路，用以控制开关元件循环启闭。

通过上述设置，由于温度检测元件长时间供电进行检测，则较为浪费电能，则可以采用此循环开关电路进行切换控制，从而可以克服位置的限制以及能耗的问题，由于三个温度检测元件是循环接通电源的，此时其余的温度检测元件没有通电，相对于将三个温度检测元件同时接通电源，长时间进行检测，其电能节约2/3，并且同样可以对三相线圈进行检测。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述循环开关电路包括稳压单元、第一定时单元、第二定时单元、第三定时单元；开关元件包括第一继电器、第二继电器、第三继电器；

稳压单元，为第一定时单元、第二定时单元、第三定时单元提供工作电压；

第一定时单元，控制第一继电器闭合时间，在第一继电器结束工作时触发第二定时单元；

第二定时单元，控制第二继电器闭合时间，在第二继电器结束工作时触发第三定时单元；

第三定时单元，控制第三继电器闭合时间，在第三继电器结束工作时触发第一点是单元。

通过上述设置，第一定单元定时控制第一继电器进行动作，从而可以将第一温度检测元件的电源接通，定时结束时触发第二定时单元工作，控制第二继电器动作，从而将第二温度检测元件的电源接通，定时结束后出发第三定时单元工作，控制第三继电器动作，从而将第三温度检测元件的电源接通，定时结束后出发第一定时单元动作，由此循环控制，实现三个温度检测元件循环工作，节约电能，并能扩大检测范围。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述第一定时单元还包括用以调节定时长短的调节元件。

通过上述设置，调节元件可以对第一定时单元进行调节。并且可以调节第一继电器闭合的时间长短。其他的第二定时单元和第三定时单元原理一样。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述警示电路包括三极管、第四继电器、蜂鸣器以及指示灯，三极管连接“或”门电路输出端，继电器串联三极管，继电器的常开触点、蜂鸣器、指示灯串联在电源上。

通过上述设置，警示电路结构简单，采用三极管来控制第四继电器动作，从而可以使得蜂鸣器报警以及指示灯点亮。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述稳压单元采用稳压芯片MC7806。

通过上述设置，此稳压芯片具有将9V电压稳定输出为6V的电压，从而可以使得各个后级电路进行工作或供电。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、更加节能环保，降低生产成本；

2、提高使用寿命以及对于温度具有可靠的检测，提高安全性能。

附图说明

图1为本实施例的电路原理图；

图2为本实施例的结构原理图；

图3为本实施例10KV的状态示意图；

图4为本实施例6KV的状态示意图；

图5为控制器部分电路结构示意图；

图6为本实施例的循环开关电路原理图；

图7为本实施例的加法器部分结构示意图。

图中：10、第一转换开关；20、第二转换开关；31、第一温度检测元件；32、第二温度检测元件；33、第三温度检测元件；4、警示电路；Q1、三极管；J4、第四继电器；SP、蜂鸣器；LD、指示灯；5、“或”门电路；6、稳压单元；7、加法器电路；81、第一定时单元；82、第二定时单元；83、第三定时单元。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：如图1所示，一种特种变压器，包括A相线圈、B相线圈、C相线圈，还包括第一转换开关10、第二转换开关20；第一转换开关10和第二转换开关20的结构完全一致，为了叙述方便，将其定义为第一转开关和第二转换开关20。第一转换开关10具有端子二、端子三、端子四、端子五；第二转换开关20具有端子A2、A3、A4、A5，端子B2、B3、B4、B5，端子C2、C3、C4、C5；A相线圈包括主线圈A以及辅助线圈X，辅助线圈具有抽头X4、抽头X2、抽头X3、抽头X5、抽头X；B相线圈包括主线圈B以及辅助线圈Y，辅助线圈具有抽头Y4、抽头Y2、抽头Y3、抽头Y5、抽头Y；C相线圈包括主线圈C以及辅助线圈Z，辅助线圈具有抽头Z4、抽头Z2、抽头Z3、抽头Z5、抽头Z；主线圈A的一端连接第一转换开关10的端子二，主线圈A的另一端连接抽头X4，抽头X4连接第一转换开关10的端子四，抽头X2连接第一转换开关10的端子二，抽头X3连接第一转换开关10的端子三，抽头X5连接第一转换开关10以及第二转换开关20的端子A5，抽头X连接第二转换开关20的端子B3；主线圈B的一端连接第二转换开关20的端子B2，主线圈B的另一端连接抽头Y4，抽头Y2悬空，抽头Y3悬空，抽头Y5连接第二转换开关20的端子B5，抽头Y连接第二转换开关20的端子C3；主线圈C的一端连接第二转换开关20的端子C2，主线圈C的另一端连接抽头Z4，抽头Z2悬空，抽头Z3悬空，抽头Z5连接第二转换开关20的端子C5，抽头Z连接第二转换开关20端子A3。

匝数计算：

性能参数：

如图2所示，变压器上设置了第一温度检测元件31、第二温度检测元件32、第三温度检测元件33，其三个温度检测元件选用市场上的温度传感器，其结构相同，为了叙述方便，将其定义为第一温度检测元件31、第二温度检测元件32、第三温度检测元件33。

此变压器与常规变压器的最大的不同是：变压器有两个转换开关，一个是常规开关，调节变压器的输入电压，一般分为3档或5档，即±5%或±2×2.5%。第二转换开关20为Y-D变换开关。

其操作如图3所示，将第二转换开关20转换到5档，即10KV的状态为Y联结，如图4所示，第二转换开关20转换到3档，即D联结，转换为6KV状态。

如图5所示，A相线圈、B相线圈、C相线圈上分别设置有第一温度检测元件31、第二温度检测元件32、第三温度检测元件33。

还设置有控制单元，控制单元包括比较器OP1、OP2、OP3，其中比较器的外围电路连接结构如图5所示，第一温度检测元件31通过电阻R11连接比较器OP1的同相输入端，比较器OP1的反相输入端连接电阻R12以及电位器Rp11的连接点，连接点提供基准电压Vref1，电阻R12的另一端连接电压Vcc，同理可知，比较器OP2以及比较器OP3的连接结构和比较器OP1一致，并且电位Vref1=Vref2=Vref3，然后比较器OP1、OP2、OP3的输出端分别通过电阻R13、电阻R23、电阻R33连接“或”门电路5。

三个比较器分别接收第一温度检测元件31、第二温度检测元件32、第三温度检测元件33三者的信号，用以与同一基准值进行比较，并在任一温度高于基准是输出报警信号；警示电路4，用以接收报警信号后发声或发光报警。警示电路4包括三极管Q1、第四继电器J4、蜂鸣器SP以及指示灯LD，三极管Q1连接“或”门电路5输出端，继电器串联三极管Q1，继电器的常开触点、蜂鸣器SP、指示灯LD串联在电源上。控制单元包括多个比较器、“或”门逻辑电路，每个比较器用以将对应的输入信号进行比较厚输出给“或”门电路5，“或”门电路5的输出端连接警示电路4。第一温度检测元件31、第二温度检测元件32、第三温度检测元件33三者的信号在图5中分别表示为s1、s2、s3。

其中电源还通过继电器的常开触点分别连接第一温度检测元件31、第二温度检测元件32、第三温度检测元件33三者的信号，图5中J1、J2、J3为继电器的一部分，为常开触点。

如图6所示，循环开关电路包括稳压单元6、第一定时单元81、第二定时单元82、第三定时单元83；稳压单元6，为第一定时单元81、第二定时单元82、第三定时单元83提供工作电压。第一定时单元81，控制第一继电器闭合时间，在第一继电器结束工作时触发第二定时单元82；第二定时单元82，控制第二继电器闭合时间，在第二继电器结束工作时触发第三定时单元83；第三定时单元83，控制第三继电器闭合时间，在第三继电器结束工作时触发第一点是单元。第一定时单元81还包括用以调节定时长短的调节元件。调节元件在图6中为电位器VR1、VR2、VR3。

图6电路中，由三个时基集成电路LM555组成三个单稳态电路，每个单稳态电路作为一个定时控制单元。三个单元共同完成三级循环定时控制功能。

市电电压220V输入到变压器B中降压，形成9V电压，通过D1-D4形成的整流桥模块进行整流，再通过IC1进行稳压，IC1的型号采用MC7806C，可以输出6V稳定的供电电压。而电容C1、C2有利于滤波。

定时单元结构主要包括LM555芯片、其定时外围电路、继电器元件。

在接通电源的瞬间，由于555集成电路IC3和IC4的复位端4脚都接有时间常数较大的自动复位电路（分别由R4、C7和R7、C11组成），使IC3和IC4复位，它们的输出端3脚就输出低电平，使三极管Q1T2、T3分别截止，继电器J2、J3释放。

由于IC2复位端4脚直接接在电源正极，电源接通时电容C3上的电压不能突变，IC2触发端2脚得到触发电压，使其进入暂稳态，其3脚输出高电平，三极管Q1T1导通，继电器J1吸合，J1触头可控制电器通电工作。同时电源经电位器VR1向电容C5充电，当C5上的电压升高到电源电压的三分之二（4V）时，IC2结束暂稳，其3脚输出低电平使三极管Q1T1截止，继电器J1释放，其触头控制的电器断电停止工作。调节电位器VR1和电容C5的参数就可改变继电器J1的吸合时间。在IC2输出低电位的瞬间，由电容C6和电阻R3组成的微分电路，将在IC3的触发端2脚产生负尖脉冲，触发IC3进入暂稳态，其输出端3脚输出高电位，使三极管Q1T2导通，继电器J2吸合，其触头控制的电器通电工作。调节电位器VR2和电容C9的参数就可改暂稳态时间。

当第二单元暂稳态结束时，由电容C10和电阻R6组成的微分电路，将在IC4的触发端2脚产生负尖脉冲，触发IC4进入暂稳态，其输出端3脚输出高电位，使三极管Q1T3导通，继电器J3吸合，其触头控制的电器通电工作。调节电位器VR3和电容C13的参数就可改暂稳态时间。

当第三单元暂稳态结束时，经微分电路C3、R1去触发第一单元电路，这样依次循环来实现循环定时控制。

电路中，IC1为三端集成稳压电路，选择MC7806型；IC2、IC3、IC4采用LM555时基集成电路；继电器J1、J2、J3要根据其控制电器的工作电流来选择，但继电器线圈额定电压应为直流6V。其他元器件没有特殊要求，按电路标注选择即可。

整个电路检查接线无误，通电就能正常工作，电路中的电位器VR1、电容C5；电位器VR2、电容C9；电位器VR3、电容C13的参数分别决定三个单元电路的定时时间，按电路参数定时时间约为1.1RC秒。

如图7所示，控制单元还包括一求和运算单元，用以将第一温度检测元件31、第二温度检测元件32、第三温度检测元件33三者的信号叠加处理进行输出叠加信号；警示电路4还用以指示叠加信号。求和运算单元为加法器电路7，加法器电路7的输出端还连接比较器进行比较，比较器的输出端连接“或”门电路5。图5中，信号s1、s2、s3分别通过电阻R71、R72、R73，连接运放OP4的同相输入端，运放OP4的输出端连接比较器OP5，再次与基准信号Vref4进行比较，如果叠加信号超过设定值，则输出的c1信号到达“或”门电路5输入端，实现报警。

工作原理：通电之后，循环开关电路开始工作，从而图5中第一继电器常开触点闭合，第一温度检测元件31进行检测，如果A相线圈温度过高则报警，计时到了以后，第一继电器常开触点断开，第二继电器常开触点闭合，开始检测B相线圈，时间到达之后，再开始检测C相线圈，以此循环。节约电能。

另外，当第一温度检测元件31、第二温度检测元件32、第三温度检测元件33检测的温度叠加大于设定值时，则进行警示。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。