专利名称：改进的照明系统节电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种改进的节电装置，特别是涉及一种改进的照明系统节电装置。
背景技术：
实验表明当日光灯、节能灯、高压汞灯、高压钠灯等冷光源在额定电压值的91％～96％的电压，即在200V～211V的电压下工作时，其使用寿命可以延长2～3倍，功耗可以降低10％～35％，其照度仅仅降低6％左右，对于人眼来说照度降低6％是察觉不出来的。基于上述实验结果，本实用新型专利申请的申请人开发出了可以将照明电源电压降低15～30伏的节电器，并获得中国实用新型专利，其专利号分别为03205807.1和200420089620.9，名称均为《照明系统节电器》，这两种照明系统节电器对电力变压器低压侧的输出相电压进行第二次降压，给照明系统提供比较合适的工作电压，以实现节电的目的；但是上述两项专利在实施过程中遇到了下述问题1.很多用电大户提出为了管理方便，希望安装数百乃至数千KVA的大功率照明系统节电器；而上述两项专利中使用的XED、SD或HSD铁心均属于小型变压器铁心，这些规格的铁心没有中、大功率用的国标铁心，而专门设计和制造新的非国标铁心很不方便；2.200420089620.9号实用新型专利需要在三相线圈绕组中铜线截面积最粗的绕组段进行抽头，由于这部分绕组的铜线截面积大，尤其是在制作中、大功率节电器时，在三相线圈绕组的这部分绕组段进行抽头工艺上难以处理。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种可以使用国标铁心和不用在三相线圈绕组中铜线截面积最粗的绕组段进行抽头的可制成大、中功率的改进的照明系统节电装置。
本实用新型的目的是这样实现的一种改进的照明系统节电装置，包括三个三相输入接点A1、B1、C1，三个三相输出接点A2、B2、C2，三个三相空气开关K1、K2、K3和零线接点N，其还包括有一个三极三位置转换开关K4和一个抽头式三相自耦变压器；其中抽头式三相自耦变压器中包括一个三相铁心T和三个完全相同的A相线圈绕组W1、B相线圈绕组W2及C相线圈绕组W3；在A相线圈绕组W1、B相线圈绕组W2及C相线圈绕组W3上分别设置有五个完全相同的接线抽头a1、b1、c1、d1、e1，a2、b2、c2、d2、e2和a3、b3、c3、d3、e3；三相空气开关K1和K2一端的六个接点并联在三相输入接点A1、B1和C1之上；三相空气开关K1另一端的三个接点分别与接线抽头a1、a2、a3电连接在一起；三相空气开关K2另一端的三个接点分别与三相空气开关K3一端的三个接点和三相输出接点A2、B2和C2电连接在一起；三相空气开关K3另一端的三个接点分别与接线抽头b1、b2和b3电连接在一起；三极三位置转换开关K4上的三个公共接点均与零线接点N电连接在一起，三极三位置转换开关K4上的九个活动接点分别与接线抽头c1、d1、e1、c2、d2、e2、c3、d3和e3电连接在一起；三相铁心T为国标S9、S7、S11、S12或SG电力变压器铁心；在三相输入接点A1、B1、C1上的输入相电压UA1＝UB1＝UC1＝230V时，当K4置于d1、d2、d3位置时，三相输出接点A2、B2、C2上的输出相电压UA2-d1＝UB2-d2＝UC2-d3＝200V-210V；当K4置于e1、e2、e3位置时，三相输出接点A2、B2、C2上的输出相电压比当K4置于d1、d2、d3位置时的输出相电压值提高3V-5V；当K4置于c1、c2、c3位置时，三相输出接点A2、B2、C2上的输出相电压比当K4置于d1、d2、d3位置时的输出相电压值降低3V-5V。
本实用新型在制成大、中功率时，其中的三相铁心T可以选用电力变压器用的国标铁心；同时，由于本实用新型只需在三相线圈绕组中铜线截面积最细的绕组段进行抽头，所以本实用新型的抽头工艺易于处理。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细说明；
图1为本实用新型一种具体实施方式
的电路结构原理图图2为图1所示本实用新型的输出相电压为200V±5V时，A相线圈绕组W1、B相线圈绕组W2和C相线圈绕组W3上各绕组的匝数分布示意图具体实施方式
一种改进的照明系统节电装置，包括三个三相输入接点A1、B1、C1，三个三相输出接点A2、B2、C2，三个三相空气开关K1、K2、K3和零线接点N，其还包括有一个三极三位置转换开关K4和一个抽头式三相自耦变压器；其中抽头式三相自耦变压器中包括一个三相铁心T和三个完全相同的A相线圈绕组W1、B相线圈绕组W2及C相线圈绕组W3；在A相线圈绕组W1、B相线圈绕组W2及C相线圈绕组W3上分别设置有五个完全相同的接线抽头a1、b1、c1、d1、e1，a2、b2、c2、d2、e2和a3、b3、c3、d3、e3；由于本实用新型中用于降压的接线抽头c1、d1、e1，c2、d2、e2，c3、d3、e3均分别设置在A相线圈绕组W1、B相线圈绕组W2及C相线圈绕组W3上铜线截面积最细的绕组段之上，所以上述接线抽头在工艺上易于处理。
三相空气开关K1和K2一端的六个接点并联在三相输入接点A1、B1和C1之上；三相空气开关K1另一端的三个接点分别与接线抽头a1、a2、a3电连接在一起；三相空气开关K2另一端的三个接点分别与三相空气开关K3一端的三个接点和三相输出接点A2、B2和C2电连接在一起；三相空气开关K3另一端的三个接点分别与接线抽头b1、b2和b3电连接在一起；三极三位置转换开关K4上的三个公共接点均与零线接点N电连接在一起，三极三位置转换开关K4上的九个活动接点分别与接线抽头c1、d1、e1、c2、d2、e2、c3、d3和e3电连接在一起；当本实用新型发生故障时，只需将K1和K3切断，将K2接通，即可实现直通，以保证用户的正常用电。
三相铁心T可以根据本实用新型功率的大小选用国标S9、S7、S11、S12或SG系列电力变压器铁心；当然本实用新型中的三相铁心T也可以选用其它适用的三相、单相变压器铁心。
在三相输入接点A1、B1、C1上的输入相电压UA1＝UB1＝UC1＝230V时，当K4置于d1、d2、d3位置时，三相输出接点A2、B2、C2上的输出相电压UA2-d1＝UB2-d2＝UC2-d3＝200V-210V；当K4置于e1、e2、e3位置时，三相输出接点A2、B2、C2上的输出相电压比当K4置于d1、d2、d3位置时的输出相电压值提高3V-5V；当K4置于c1、c2、c3位置时，三相输出接点A2、B2、C2上的输出相电压比当K4置于d1、d2、d3位置时的输出相电压值降低3V-5V；由于我国电力变压器低压侧的线电压输出标准为400V，相应的相电压为231V，所以上面取三相输入接点A1、B1、C1上的输入相电压UA1＝UB1＝UC1＝230V；当然三相输入接点A1、B1、C1上的输入相电压也可以是其它数值。
本实用新型使用时，根据用电现场实际的输入相电压UA1、UB1、UC1和达到节电目的所允许的输出相电压UA2、UB2、UC2来确定选用相应的本实用新型产品，选配时应以K4置于d1、d2、d3位置的压降标准进行选择；使用时，当输入相电压有波动时，可以通过将K4置于e1、e2、e3位置或c1、c2、c3位置进行修正。
也可以用可控硅或可变电抗器替代K4，这样输出相电压UA2、UB2、UC2可以自动调整。
也可以采用电力电容器和抑制瞬变二极管或压敏电阻，对负载电路中的高次谐波和尖峰脉冲干扰进行滤除和吸收，这样可以降低负载电路对电网供电质量的影响，同时可以减少电度表的误计量，从而达到节约电费支出的目的。
也可以通过校正三相平衡，减小零线电流，进一步提高节电率；可以通过对线圈绕组采用Z形绕法或加装Δ绞接线圈等措施实现。
本实用新型中，各部件的具体参数的计算方法可以如下，由于A相线圈绕组W1、B相线圈绕组W2及C相线圈绕组W3和其上的接线抽头a1、b1、c1、d1、e1，a2、b2、c2、d2、e2和a3、b3、c3、d3、e3完全相同，为了便于描述，在后面的计算中仅以A相线圈绕组W1和其上的五个接线抽头a1、b1、c1、d1、e1为例进行说明，其结算结果可以直接用于B相线圈绕组W2、C相线圈绕组W3和其上的接线抽头a2、b2、c2、d2、e2，a3、b3、c3、d3、e3之上；一.铁心选择根据功率的要求，铁心可以选择S9、S7、S11、S12及SG等系列电力变压器相应的铁心或其他三相、单相变压器铁心。
二.每匝伏数的确定功率确定后，确定选用那种系列的铁心，按照所确定的铁心，可以从《电力变压器技术手册》中查得相应功率变压器的每匝伏数κ，其单位为V/匝。
三.计算方法1.按实际最大负荷为本实用新型抽头式三相自耦变压器功率的60％选择变压器铁心。
2.已知标准输入相电压UA1＝230V，K4置于d1位置时输出相电压的压降值ΔUA2-d1为20V-30V，相应的输出相电压UA2-d1为200V-210V；K4置于c1时输出相电压的压降值ΔUA2-C1比ΔUA2-d1降低3-5V，相应的输出相电压UA2-C1比UA2-d1也降低3-5V；K4置于e1位置时输出相电压的压降值ΔUA2-e1比ΔUA2-d1提高3-5V，相应的输出相电压UA2-el比UA2-d1也提高3-5V。
3.W1中各绕组匝数的计算(1)为了保证本实用新型中的抽头式三相自耦变压器的励磁电流在c1状态下，即K4置于c1位置时不致过大，应该以输入最高相电压UA1M为250V来计算c1状态下A相线圈绕组W1中a1-c1、b1-c1、a1-b1绕组的匝数①求a1-c1绕组匝数Wa1-c1=UA1Mκ=250κ;]]>②求输入最高相电压UA1M＝250V，K4置于c1位置时输出相电压的压降值ΔUA2-C1M有比例关系如下250ΔUA2-C1M=230ΔUA2-C1,]]>所以ΔUA2-C1M=250×ΔUA2-C1230;]]>③求输入最高相电压UA1M＝250V，K4置于c1位置时的输出相电压UA2-C1MUA2-C1M＝250V-ΔUA2-C1M；④求b1-c1绕组匝数Wb1-c1=UA2-C1Mκ;]]>⑤求a1-b1绕组匝数Wa1-b1＝Wa1-c1-Wb1-c1。
(2)计算c1-d1绕组的匝数Wc1-d1①求输入最高相电压UA1M＝250V，K4置于d1位置时输出相电压的压降值ΔUA2-d1M有比例关系如下250ΔUA2-d1M=230ΔUA2-d1,]]>所以ΔUA2-d1M=250×ΔUA2-d1230;]]>②求输入最高相电压UA1M＝250V，K4置于d1位置时的输出相电压UA2-d1MUA2-d1M＝250V-ΔUA2-d1M；③求c1-d1绕组匝数Wc1-d1，有比例关系如下Wa1-c1+Wc1-d1Wb1-c1+Wc1-d1=250UA2-d1M,]]>所以Wc1-d1=Wa1-c1×UA2-d1M-Wb1-c1×250ΔUA2-d1M.]]>(3)计算d1-e1绕组的匝数Wd1-e1①求输入最高相电压UA1M＝250V，K4置于e1位置时输出相电压的压降值ΔUA2-e1M有比例关系如下250ΔUA2-e1M=230ΔUA2-e1,]]>所以ΔUA2-e1M=250×ΔUA2-e1230;]]>②求输入最高相电压UA1N＝250V，K4置于e1位置时的输出相电压UA2-e1M
UA2-e1M＝250V-ΔUA2-e1M③求d1-e1绕组匝数Wd1-e1，有比例关系如下Wa1-c1+Wc1-d1+Wd1-e1Wb1-c1+Wc1-d1+Wd1-e1=250UA2-e1M,]]>所以Wd1-e1=(Wa1-c1+Wc1-d1)×UA2-e1M-(Wb1-c1+Wc1-d1)×250ΔUA2-e1M.]]>4.为了制造工艺方便，线圈绕组W1中各绕组的匝数最好是整数，当求得的匝数带有小数点时，可以采取四舍五入的方法归整。
实施例1制作一台功率为400KVA的本实用新型，其标准输入相电压UA1＝230V，当K4置于d1位置时，输出相电压UA2-d1为200V；K4置于e1位置时，输出相电压UA2-e1比K4置于d1位置时提高5V，即UA2-e1＝205V；K4置于c1位置时，输出相电压UA2-c1比K4置于d1位置时降低5V，即UA2-c1＝195V。
1.三相铁心T选用S9-10KV/50KVA电力变压器铁心。
2.由《电力变压器技术手册》查得S9-10KV/50KVA电力变压器的每匝伏数κ＝2.9233V/匝。
3.计算W1中绕组的匝数(1)以输入最高相电压UA1M为250V，计算c1状态下W1中a1-c1、b1-c1、a1-b1绕组的匝数①求a1-c1绕组匝数Wa1-c1 ②求输入最高相电压UA1M＝250V，K4置于c1位置时输出相电压的压降值ΔUA2-C1M有比例关系如下250ΔUA2-C1M=230ΔUA2-C1,]]>所以ΔUA2-C1M=250×ΔUA2-C1230=250×35230=38V;]]>③求输入最高相电压UA1M＝250V，K4置于c1位置时的输出相电压UA2-C1MUA2-C1M＝250V-ΔUA2-C1M＝250-38＝212V；④求b1-c1绕组匝数Wb1-c1 ⑤求a1-b1绕组匝数Wa1-b1Wa1-b1＝Wa1-c1-Wb1-c1＝85.52-72.52＝13匝。
(2)计算c1-d1绕组的匝数Wc1-d1①求输入最高相电压UA1M＝250V，K4置于d1位置时输出相电压的压降值ΔUA2-d1M有比例关系如下250ΔUA2-d1M=230ΔUA2-d1,]]>所以ΔUA2-d1M=250×ΔUA2-d1230=250×30230=32.61V;]]>②求输入最高相电压UA1M＝250V，K4置于d1时的输出相电压UA2-d1MUA2-d1M＝250V-ΔUA2-d1M＝250-32.61＝217.39V；③求c1-d1绕组匝数Wc1-d1，有比例关系如下Wa1-c1+Wc1-d1Wb1-c1+Wc1-d1=250UA2-d1M,]]>所以Wc1-d1=Wa1-c1×UA2-d1M-Wb1-c1×250ΔUA2-d1M=85.52×217.39-72.52×25032.61]]> (3)计算d1-e1绕组的匝数Wd1-e1①求输入最高相电压UA1M＝250V，K4置于e1位置时输出相电压的压降值ΔUA2-e1M有比例关系如下250ΔUA2-e1M=230ΔUA2-e1,]]>所以ΔUA2-e1M=250×ΔUA2-e1230=250×25230=27.17V;]]>②求输入最高相电压UA1M＝250V，K4置于e1位置时的输出相电压UA2-e1MUA2-e1M＝250V-ΔUA2-e1M＝250-27.17＝222.83V；②求d1-e1绕组匝数Wd1-e1，有比例关系如下Wa1-c1+Wc1-d1+Wd1-e1Wb1-c1+Wc1-d1+Wd1-e1=250UA2-e1M,]]>所以Wd1-e1=(Wa1-c1+Wc1-d1)×UA2-e1M-(Wb1-c1+Wc1-d1)×250ΔUA2-e1M]]>=(85.52+14.14)×222.83-(72.52+14.14)×25027.17]]> W1中各绕组的匝数如图2所示。
4.W1中各段绕组的导线截面积
b1-e1段线圈绕组的导线截面积，查S9-10KV/50KVA电力变压器低压绕组导线规格为2.24×11.2mm2；a1-b1段线圈绕组的导线截面积，查S9-10KV/400KVA电力变压器低压绕组导线规格为(5×9)mm2×6。
5.其它器件的规格K1、K2、K3为800A三相空气开关；K4为100A三极三位置转换开关；A为800A交流电流表；V为450V交流电压表；HL为220V指示灯。
实施例2-9的参数计算方法与实施例1完全相同，其各项参数的具体数值详见下表
权利要求1.一种改进的照明系统节电装置，包括三个三相输入接点A1、B1、C1，三个三相输出接点A2、B2、C2，三个三相空气开关K1、K2、K3和零线接点N，其特征在于其还包括有一个三极三位置转换开关K4和一个抽头式三相自耦变压器；其中抽头式三相自耦变压器中包括一个三相铁心T和三个完全相同的A相线圈绕组W1、B相线圈绕组W2及C相线圈绕组W3；在A相线圈绕组W1、B相线圈绕组W2及C相线圈绕组W3上分别设置有五个完全相同的接线抽头a1、b1、c1、d1、e1，a2、b2、c2、d2、e2和a3、b3、c3、d3、e3；三相空气开关K1和K2一端的六个接点并联在三相输入接点A1、B1和C1之上；三相空气开关K1另一端的三个接点分别与接线抽头a1、a2、a3电连接在一起；三相空气开关K2另一端的三个接点分别与三相空气开关K3一端的三个接点和三相输出接点A2、B2和C2电连接在一起；三相空气开关K3另一端的三个接点分别与接线抽头b1、b2和b3电连接在一起；三极三位置转换开关K4上的三个公共接点均与零线接点N电连接在一起，三极三位置转换开关K4上的九个活动接点分别与接线抽头c1、d1、e1、c2、d2、e2、c3、d3和e3电连接在一起；三相铁心T为国标S9、S7、S11、S12或SG电力变压器铁心；在三相输入接点A1、B1、C1上的输入相电压UA1＝UB1＝UC1＝230V时，当K4置于d1、d2、d3位置时，三相输出接点A2、B2、C2上的输出相电压UA2-d1＝UB2-d2＝UC2-d3＝200V-210V；当K4置于e1、e2、e3位置时，三相输出接点A2、B2、C2上的输出相电压比当K4置于d1、d2、d3位置时的输出相电压值提高3V-5V；当K4置于c1、c2、c3位置时，三相输出接点A2、B2、C2上的输出相电压比当K4置于d1、d2、d3位置时的输出相电压值降低3V-5V。
专利摘要本实用新型涉及一种改进的照明系统节电装置，包括三个三相输入接点A1、B1、C1，三个三相输出接点A2、B2、C2，三个三相空气开关K1、K2、K3和零线接点N，其还包括有一个三极三位置转换开关K4和一个抽头式三相自耦变压器；其中抽头式三相自耦变压器中包括一个三相铁心T和三个完全相同的A相线圈绕组W1、B相线圈绕组W2及C相线圈绕组W3；三相铁心T为国标S9、S7、S11、S12或SG电力变压器铁心；本实用新型在制成大、中功率时，其中的三相铁心T可以选用电力变压器用的国标铁心；同时，由于本实用新型只需在三相线圈绕组中铜线截面积最细的绕组段进行抽头，所以本实用新型的抽头工艺易于处理。
文档编号H02M5/02GK2824496SQ20052012276
公开日2006年10月4日 申请日期2005年9月28日 优先权日2005年9月28日
发明者任西平 申请人:任西平