专利名称：三相有载调压箱式配电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电控装置，特别是一种三相有载调压箱式配电装置。该装置具有Δ/Y0-11接线三相油浸式变压器，低压串联自耦有载自动调压的配电装置。并能按光照度强弱自动开闭路灯；能工作环境温度-30℃～+50℃。
目前用于立交桥、广场等照明用配电装置，大部停留在传统结构上，体积庞大，价格比较高。国外进口箱式变压器体积虽然小，但价格均比国内高。国内外均无有载调压装置。国内箱变采用三相电力变压器接线组别为Y/Y0-12，具有低压侧中性点位移，容易损坏灯泡，进口箱式变电站接线组别为Δ/Y0-11。但低压无有载调压装置。也不能保证供电电压定量。
本实用新型的目的在于向社会公开一种10KV受电Δ/Y0-11接线三相油浸式变压器低压串联自耦有载调自动调压配电装置，当电网电压波动时电压变送器输出一个调压模拟量直流信号给智能仪表、智能仪表按位控方式输出上、下限调压开关量信号给可编程控制器，可编程控制器按调压程序输出给调压电磁开关实现自动调压，提供±5％额定电压的电源。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的它由高压真空负荷开关柜、三相油浸变压器、低压柜组成，低压柜由计量、有载自动调压、配出负荷组成，有载自动压调压变压器二次与主变二次相串联，一次与主变调压输出相并联组成低压串联自耦有载调压，电压的调压信号取自调压器的输出端，经电压变送器变换成直流电压，该直流电压作为智能调节仪表的输入电压。该智能调节仪表按位控方式输出上，下限调压的开关量信号给可编程控制器，可编程控制器在调压程序控制下输出调压信号给电磁调压开关，使其闭合调压变压器分接头，有载调压控制器，由电压变送、器智能调节仪表，可编程控制器组成有载自动调压，智能调节仪表及电热板组成该控制器环境温度控制；所述三相高压输入手车式高压真空负荷开关柜的输入端，该柜输出端给三相油浸式变压器，该变压器二次输出经熔断器、电流互感器的二次接电流表、电度表，二次电压按电压表组成低压计量，调压变压器二次与主变压器二次相串联，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；低压串联自耦有载调压由调压变压器、调压电磁开关、有载调压控制器组成调压电磁开关由交流接触器、空气开关组成，XXB-4有载调压控制器由电压变送器、智能调节仪表、可编程控制器组成调压控制，由智能调节仪表、电热板组成有载调压控制器环境温度控制。
如下图1是本实用新型三相有载调压箱式变电站系统框图。
图2是本实用新型三相有载调压箱式变电站外型图。
图3是本实用新型GZG-10B高压真空负载开关接线图。
图4是本实用新型Δ/Y0-11三相油浸式变压器接线图。
图5是本实用新型有载调压变压器原理图。
图6是本实用新型Δ/Y0-11接线有载调压原理图。
图7是本实用新型有载调压系统图。
图8是本实用新型XXB-3(Δ/Y0)有载调压控制电路图(单变送器)。
图9是本实用新型XXB-3(Y/Y0)有载调压控制电路图(三变送器)。
图10是本实用新型XXB-4有载调压控制器内部接线图。
图11是本实用新型低压配电柜电气元件布置图。
以下结合附图所示实施例对本实用新型做进一步详述本实用新型主要由高压开关柜1、变压器2、低压配电柜3三部分组成。见附图2。
(一)高压开关柜见附图3。
发明的GZG-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，通过触头完成电路连接。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过载或短路保护。采用真空开关代替高压负荷开关，它可以开合负载电流及短路下故障电流。而高压负荷开关只能开合空载电流及负荷电流。通过实际运行，满足“大二环”道路照明工程需要体积小、结构紧凑，操作方便，易于维修，增加配电装置可靠性。
(二)SR9-MJ-200～500KVAΔ/Y0-11接线全密封全绝缘油浸式变压器，见附图4。
在我国10KV配电电力变压器首次使用Δ/Y0-11接线油浸式变压器，它具有三相五铁芯柱结构使得零序磁通为零由于一次三角形接线，使得三次谐波磁通为零。所以它具有二次供电电压质量高，无中性点位移。因我国配电10KV电力变压器一直采用苏联标准无Δ/Y0-11接线标准。而日本、美国等发达国家10KV配电变压器均采用Δ/Y0-11接线标准，而不采用Y/Y0-12标准。
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，使PH值保持不变，免维护使用寿命20年以上(普通电力变压器寿命只有15年，而且每年需化验绝缘油一次)。
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间歇，采用获国家专利的膨胀式散热片，并在油箱顶部留有200mm左右的空间充氮气，解决油温变化时体积膨胀和缩小问题。
密封结构套管与箱壁、箱盖与箱站密封处均采用软木垫配以双管密封胶密封。保证20年变压器不渗漏。
全绝缘为了保证检修人员的安全，高压套管采用美国固珀公司肘型套管插头，插头与套管联接，将带电部位密封在绝缘体内形成全绝缘结构，高压端子表面不带电(地电位)。人触及表面不会触电。低压引出线采用特制绝缘罩保护起来。人触及也不会触电。
(三)低压配电柜由低压计量、有载调压系统、配出负荷三部分组成。
(1)低压计量见附图7。
FUA、FUB、FUC为三相低压熔断器，LH1A、LH1B、LH1C为每相电流用电流互感器，二次各接一个电流表。1LHA、1LHB、1LHC为三相四线制电度表用电流互感器。指示仪表与电度仪表用电流互感器分开。
(2)有载调压系统由低压三相调压变压器、调压开关、有载调压控制器三部分组成。
三相有载调压变压器调压变压器二次与主电路每相串联，见图6。调压变压器一次每相与主电路对应相调压输出端并联，每相电路成自耦接法。调压变压器二次与主电路相串联输出电压可成升压或降压接法。若主电路的相电压总是高于230V以上，调压变压器二次与主变压器二次成降压接法；若主电路的相电压总是低于210V，调压变压器的二次与主变压器的二次相串联接成升压接法。
调压变压器发明见附图5、调压变压器每相都是相同但又相互独立的单相变压器或三铁芯线圈相互独立的三相调压变压器。现以单相为例调压变压器每相二次输出与主变压器二次相串联，调压变压器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向+15％或-15％，或双方+10％--10％变化率。以输出额定相电压220V计算，电压变化率为15％，调压变压器二次相电压为33V，所以设计调压变压器二次相电压为30V，其分三档，每档调压5％。应用改变调压变压器的变比改变二次输出电压，所以调压变压器一次线圈1-2端相电压260V，二次输出相电压30V；1-3端子相电压390V，二次输出电压为30V(若接入相电压为240-150V，二次电压20V左右)；1-4端子相电压为780V，二次相电压为30V(实按入250→260V，二次电压为10V)。调压变压器二次线圈采用箔式绕法，引出线采用自身引出折叠引出法，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33.3％。调压变压器的容量等于主变压器的容乘以电压调整率百分数，一般为主变的十分之一。
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电压短路。空气开关遇短路或过载而自动跳开。由于调压变压器容量为主变压的十分之一，调压变压器一次接于调压输出端，调压变压器一次相电流只是主变压器二次电流除以电压调正率除以U2/U22。每相以10KVA为例，1-2端最大激磁电流为38A。所以用交流接触器可以实现分接头闭合、断开作用——调压开关。调压过程先分开调压开关，二次电感线圈运行状态，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。
XXB-4型有载自动调压控制器，该控制由自动、手动调压、光电自动、手动控制，环境温度控制组成。
图8适用于变压器Δ/Y0-11接线配电装置。图9适用于变压器Y/Y0-12接线配电装置。
自动有载调压ST4(自锁式)为自动、手动调压转换按钮，ST4弹出来，为自动调压。使得调压控制的中间继电器J1断电，其常闭触点与可编程控制器输出点直接与调压开关交流接触器线圈相联。调压信号电压经电压变送器AD(AC,DC)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、下限设定值可任意设定，SRV输出上、下限调压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，在调压程序控制下，输出调压信号闭合调压开关的交流接触器的线圈，使其闭合，实现自动调压。调压控制编程规则1、上电后，首先经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变化时，持续15秒后，PLC输出控制调压开关，先分第三档，后合第二档；输出电压在230～210V，停在第2档。
当电源电压从240→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；输出电压在230～210V，停在第1档。
当电源电压超过250V以上，持续15秒以后，PLC输出控制调压开关，仍停在第一档；当电源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；输出电压在230～210V，停在第二档。
当电源电压240V→230V变化时，持续15秒后，PLC输出控制调压开关，先分第二档，后合第三档；输出电压在230～210V，停在第三档。
当电源电压低于210V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按钮按进去，J1中间继电器吸合，其常开触头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，控制电路电气互锁，只能选按其中之一按钮，若同时按两个按钮也只有一个开关闭合。防止两开关同时吸合而造成分接电压短路。按智能调节仪表显示当前电压值，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值范围内。如不在规定范围内，先按ST5(停)按钮，使调压开关先分，后再重新另一按钮，直至输出电压在规定值范围之内。
光电控制操作ST6(自锁)按钮按进为手动操作使J2、J3中间继电器(整夜灯、半夜灯)直接得电，其触点闭合路灯负荷真空接触器直接得电，直接开合路灯。ST6按钮弹出来，为自动光控，J2、J2中间继电器线圈直接接通DGK-3光控器输出的整夜灯、半夜灯输出电路。DGK-3光控器按光照度强弱自动使J2、J3得电，从而自动开、闭，使路灯负荷真空接触器开闭路灯负荷。
环境温度控制由智能调节仪表SRT及装在控制器内的电热板组成。智能调节仪表的温度传感器检测控制器内温度，将温度信号由智能仪表转换成电压信号，智能调节仪表按位控方式，做温控器用。可任意设定温控的温度，使调压控制器工作在-30℃～+50℃环境温度下工作。调压控制器内的智能仪表，可编程控制器最低工作温度为零度。智能调节温控仪表，根据使用地区一年四季最低温度设置加热板下限温度，保证控制器内温度在+15℃以上。沈阳地区设置下限温度为35.5℃，冬季-30℃还能保证控制器内的温度在+15℃以上。当控制器内温度超过36.5℃自动停止加热。
图9，适用主变压器为Y/Y0-12接线的电源。在自动调压时，由每相的电压变送器(AD1、AD2、AD3)变换后的直流电压Vx1、Vx2、Vx3经电压合成器SC1输出其中最高的Vx电压值给智能调节仪，智能调节仪表按位控方式，输出上、下限调压开关量信号给可编程控制器S1,S1在调压程序控制下自动输出调压信号给调压开关，调压开关闭合后而实现自动调压。电压合成器S1C内部由3只二极管组成的或门电路，输出选其中最高的输入电压。因我国10KV以下配电变压器接线组别均为Y/Y0-12。它存在三相负载不平衡时，二次中性点位移。负载轻的相相电压升高，造成灯泡过早损坏，所以调压检测信号只检测高的信号电压。
图8，适用于主变压器Δ/Y0-11接线的配电装置有载调压。该接线组别配电变压器，二次三相不平衡负载时无中性点位移，所以只选其中任一相即可，作为调压检测信号。
权利要求1.三相有载调压式箱式配电装置，由高压真空负荷开关柜、三相油浸变压器、低压柜组成，其特征在于低压柜由计量、有载自动调压、配出负荷组成，有载自动压；调压变压器二次与主变二次相串联，一次与主变调压输出相并联组成低压串联自耦有载调压，电压的调压信号取自调压器的输出端，经电压变送器变换成直流电压，该直流电压作为智能调节仪表的输入电压。该智能调节仪表按位控方式输出上、下限调压的开关量信号给可编程控制器，可编程控制器在调压程序控制下输出调压信号给电磁调压开关，使其闭合调压变压器分接头，有载调压控制器，由电压变送、器智能调节仪表，可编程控制器组成有载自动调压，智能调节仪表及电热板组成该控制器环境温度控制。
2.如权利要求1所述的三相有载调压箱式配电装置，其特征在于所述三相高压输入手车式高压真空负荷开关柜的输入端，该柜输出端给三相油浸式变压器，该变压器二次输出经熔断器、电流互感器的二次接电流表、电度表，二次电压接电压表组成低压计量，调压变压器二次与主变压器二次相串联，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。
3.如权利要求1所述的配电装置，其特征在于低压串联自耦有载调压由调压变压器、调压电磁开关、有载调压控制器组成。调压电磁开关由交流接触器、空气开关组成，有载调压控制器由电压变送器、智能调节仪表、可编程控制器组成调压控制，由智能调节仪表、电热板组成有载调压控制器环境温度控制。
专利摘要本实用新型涉及一种10RV受电二次为0.4KV三相Δ/Yo－11接线的有载调压式箱式变电站。该箱式变电站由高压柜、低压柜、变压器组成。采用SR9－MJ全绝缘全密封Δ/Yo－11接线油浸式变压器箱式变电站,电源变压器容量200KVA－500KVA。本箱式变电站有载调压由XXB－4型有载调压控制器进行自动调压,并按光照度强弱自动开闭路灯。该控制器可工作在－30℃～+50℃环境温度范围。
文档编号H02B1/00GK2327100SQ98237588
公开日1999年6月30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