专利名称:配电变压器无功补偿缺相谐振消除器的制作方法
本实用新型是一种用来消除配电变压器次级加装低压补偿电容后，当变压器初级跌落保险断开突然缺相造成变压器次级电感和补偿电容器发生谐振的装置。
在现行的配电变压器供电系统中，为了提高电网的力率普遍地采用了电容补偿技术，以进行无功功率补偿。因为低压电容器比高压电容器有明显的优越性，所以用户越来越多地采用低压电容补偿的办法，电容器组集中装设在配电变压器台上。在大的用电单位中通常是在配电变压器的高压侧(初级)加装高压油开关。但高压油开关价格昂贵不适于中小企业和农村使用。大部分中小企业和农村都是在配电变压器的高压侧加装跌落保险。由于在低压侧(次级)装设了补偿电容，当跌落保险因为某种原因断开时，造成缺相，就会使该相次级电感量下降，当感抗和补偿电容的容抗相等时发生谐振，形成谐振过电压。这时缺相的相电压将达到几倍于额定电压值，其它相的相电压也明显升高。这种谐振现象引起的后果是在这期间投入运行的用电器具很快烧毁，甚至有时连配电变压器和补偿电容器也会烧损，损失很大。尤其是在配电变压器空载或者轻载时，这种谐振现象更易发生。
本实用新型的任务是给出一种适用于在配电变压器的高压侧加装跌落保险、在低压侧装有补偿电容器的供电系统中，当跌落保险断开后造成缺相形成谐振时迅速破坏谐振条件，从而使配电变压器和用电器具达到保护的装置。
完成本实用新型任务的方案是在配电变压器的低压侧设置一个可以检测出谐振过电压信号的谐振过电压检测网络，这个检测网络在电压允许变化升高的范围内不工作，一旦电压超过允许变化的最大值时，迅速检测出谐振过电压信号。谐振过电压信号经整形变换放大后去控制补偿电容器，使之和供电电路断开。从而破坏了谐振条件，使配电变压器及用电器获得了保护。
谐振过电压检测网络的检测元件可以采用双向稳压二极管。将配电变压器的低压侧各相电压经过阻容元件分压后送给双向稳压二极管。当实际电压低于允许升高的最大值时，双向稳压二极管不导通。否则双向稳压二极管导通，有信号输出，这就是谐振过电压信号。
谐振过电压信号的获得也可以采用检测零序分量的方法。因为在正常情况下三相电压基本对称，零序分量近似为零，而在发生缺相谐振时，三相电压是不对称的。所以用三个阻抗相等的阻抗元件分别接在配电变压器的三相低压端，三个阻抗元件的公共端经过一个阻抗元件接在零线上，当谐振时三相不对称，在这个阻抗元件上即可得到谐振过电压信号。
采用检测零序分量的方法获得谐振过电压还可用电压零序分量过滤变压器的方式实现。其原理图如图3。
图中铁芯截面相等，配电变压器低压端经电容器C1接电压零序分量过滤变压器，三个线圈的公共端相短接，且圈数相等。次级线圈如图绕法，a、b端为信号输出端。正常时A、B、C三相平衡，a、b端无信号输出。当三相不平衡或因缺相引起谐振时，a、b端即有输出。
控制电路可以用普通的放大器或者单稳压电路将谐振过电压信号放大整形，由晶体管进行功率放大。通过低压空气可控开关去控制补偿电容器的断开。
附图1是本实用新型最佳实施例的方框图。A、B、C接在配电变压器的三相低压输出端。当配电变压器高压侧的跌落保险的某相因某种原因断开时，造成配电变压器的低压侧电感和补偿电容器谐振产生谐振过电压。谐振过电压检测网络检测出这个谐振过电压信号。控制电路将这个谐振过电压信号进行整形变换放大控制低压空气可控开关动作把补偿电容器断开，并且控制状态显示电路，以显示出该配电线路出现了故障。当维修人员把跌落保险恢复正常后，启动低压空气可控开关“正常”工作按钮使补偿电容器重新接入电路，恢复正常供电，同时状态显示电路的指示灯也转换为“正常”指示。
附图2是本实用新型实施例的电原理图。
a、b、c接在配电变压器低压三相输出端，O接在配电变压器的零线端；a1、b1、c1接补偿电容器Cf。
电容Ca、Cb、Cc和压敏电阻Ra、Rb、Rc、Rd及电容C1组成谐振过电压检测网络。谐振过电压信号从Ra、Rb、Rc、Rd的公共端A点获得。选择Ra、Rb、Rc为270V的压敏电阻。正常情况下配电变压器的低压端输出220V±10％的相电压，由于三相电压基本平衡，在A点对零线没有电压输出。当配电变压器高压侧发生缺相时，由于谐振的产生，在低压侧和缺相的那一相对应的相电压升高，三相不平衡。当谐振过电压高于交流270V(此门限值可以调整)时压敏电阻的阻值急骤减小，Rd上分压增大，就获得了谐振过电电压信号。此电路的接法保证了三相电压中的任何相缺相时都能获得谐振过电压信号。
电阻R1、硅桥整流器D1、稳压管D3、电阻R7、电容C5、可控硅SCR组成控制电路。电容C2、C3、C4、电阻R2、R3压敏电阻R4及稳压管D5、二极管D2组成整流电路，以提供可控硅的直流电压。
正常时谐振过电压检测网络无谐振过电压信号输出，可控硅SCR控制极无触发信号，故可控硅不导通。当发生谐振时，可控硅SCR控制极有触发信号。可控硅导通，有电流流过低压空气可控开关的控制线圈L，则常闭触点DK1断开，“正常”指示灯灭；常开触点DK2接通，“故障”指示灯亮；常闭触点DKa、DKb、DKc断开，使补偿电容器从线路中断开。
状态显示电路由电阻R5、R6发光二极管D6、D7组成，正常工作时DK1闭合，正常”指示灯D7亮；否则，“故障”指示灯D6亮。
本实用新型给出的最佳实施例由于采用了检测零序分量法和压敏电阻检测法相结合的方法检测谐振过电压信号，从而使本实用新型给出的电路在运行时更加稳定可靠。如果采用本说明书中提供的用电压零序分量过滤变压器的方法检测出零序电压分量，可使本实用新型不但可以在缺相谐振时保护配电变压器和其它用电器具，也可在三相电压不平衡或虽然缺相，但还没有产生谐振时也能保护三相电动机，从而增加了本实用新型的应用范围。
本实用新型价格低廉，实用性强，适于中小企业和农村的配电变压器安装了低压电容器因没有大量资金加装油开关而使用跌落保险的配电系统中。
权利要求
1.一种用来消除配电变压器缺相谐振的配电变压器无功补偿缺相谐振消除器，其特征在于该谐振消除器由产生缺相谐振时检测出谐振过电压信号的谐振过电压检测网络、控制补偿电容器及时断开的控制电路、显示配电系统运行状态的状态显示电路和低压空气可控开关所组成；所述控制电路的联接方式是检测网络的输出端A联接硅桥整流器D1、硅桥整流器D1的输出端联接可控硅SCR的控制极；一个由阻容元件、二极管组成的整流电路，用来提供可控硅SCR的阳--阴极间电压；整流电路的输出端二极管D2的负极通过低压空气可硅开关的线圈联接可控硅SCR的阳极；配电变压器的三相低压端分别经低压空气可控开关的常闭触点DKa、DKb、DKc接补偿电容Cf。
2.根据权利要求
1所述的配电变压器无功补偿缺相谐振消除器，其特征在于谐振过电压检测网络是用压敏电阻或者阻抗元件或者双向稳压二极管作为过电压检测元件，从而检测出高于容许电压值的谐振过电压信号的。
3.根据权利要求
1所述的配电变压器无功补偿谐振消除器，其特征在于状态显示电路是用发光二极管作为状态显示元件的。
4.根据权利要求
1所述的谐振过电压检测网络是用零序分量过滤变压器检测出谐振过电压信号的。
专利摘要
本实用新型是一种适用于供电系统中的及时消除装有低压补偿电容器并使用跌落保险的配电变压器由于某种原因造成缺相，使配电变压器的次级线圈电感和补偿电容器产生谐振形成谐振过电压，从而使配电变压器、补偿电容器和其它用电器具达到保护的装置，属于电工技术领域：
。本实用新型有一个谐振过电压检测网络，检测出谐振过电压信号，通过控制电路将补偿电容器断开，从而破坏了谐振条件，有效地消除了谐振。
文档编号H02H9/04GK87203055SQ87203055
公开日1988年4月13日 申请日期1987年3月17日
发明者刘运宏 申请人:刘运宏导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan