一种箱变车用可切换组别的变压器及其使用方法

申请号 CN201710418477.5 申请日 2017-06-06 公开(公告)号 CN107123529A 公开(公告)日 2017-09-01
申请人 徐州海伦哲专用车辆股份有限公司; 发明人 胡德敏; 陈允柯; 张国占; 王衡; 郭维; 于百业;
摘要 本 发明 公开了一种箱变车用可切换组别的 变压器 及其使用方法,包括高压绕组和低压绕组,还包括高压转换 开关 ,所述高压转换开关分为1号档位和2号档位,所述高压绕组由A相绕组、B相绕组和C相绕组组成,所述A相绕组由绕组段Ⅰ、绕组段Ⅱ和绕组段Ⅲ组成,B相绕组由绕组段Ⅳ、绕组段Ⅴ和绕组段Ⅵ组成,C相绕组由绕组段Ⅶ、绕组段Ⅷ和绕组段Ⅸ组成,绕组段之间通过高压转换开关的1号档位或2号档位连接。本发明能对同一个变压器在Dyn11和Yyn0两种组别下切换,同时切换后可保证低压输出端的输出不变,并且具有切换后的 相位 检测及并列保护功能,从而避免变压器组别切换后参数变化或相位不同造成并列失败或产生安全问题。
权利要求

1.一种箱变车用可切换组别的变压器,包括高压绕组和低压绕组,所述低压绕组由a相、b相、c相和零线组成,a相、b相、c相和零线呈星形连接,其特征在于,还包括高压转换开关,所述高压转换开关分为1号档位和2号档位,所述高压绕组由A相绕组、B相绕组和C相绕组组成,所述A相绕组由绕组段Ⅰ、绕组段Ⅱ和绕组段Ⅲ组成,绕组段Ⅰ~Ⅲ缠绕在同一芯上,B相绕组由绕组段Ⅳ、绕组段Ⅴ和绕组段Ⅵ组成,绕组段Ⅳ~Ⅵ缠绕在同一铁芯上,C相绕组由绕组段Ⅶ、绕组段Ⅷ和绕组段Ⅸ组成,绕组段Ⅶ~Ⅸ缠绕在同一铁芯上,所述A相绕组、B相绕组和C相绕组的每个绕组总数相同;绕组段Ⅰ的两端分别为C1端和C2端,绕组段Ⅱ的两端分别为C3端和C4端,绕组段Ⅲ的两端分别为C5端和C6端,绕组段Ⅳ的两端分别为C7端和C8端,绕组段Ⅴ的两端分别为C9端和C10端,绕组段Ⅵ的两端分别为C11端和C12端,绕组段Ⅶ的两端分别为C13端和C14端,绕组段Ⅷ的两端分别为C15端和C16端,绕组段Ⅸ的两端分别为C17端和C18端;C2端与C3端连接,C8端与C9端连接,C14端与C15端连接;
所述C1端、C4端、C6端、C7端、C10端和C16端通过1号档位分别一一对应与C12端、C5端、C13端、C18端、C11端和C17端连接;所述C1端、C2端、C4端、C7端、C8端、C10端、C14端和C16端通过2号档位分别一一对应与C7端、C5端、C6端、C13端、C11端、C12端、C17端和C18端连接。
2.根据权利要求1所述的箱变车用可切换组别的变压器,其特征在于,所述高压转换开关内设有灭弧气室,内部填充灭弧气体,1号档位和2号档位均设置在灭弧气室内。
3.根据权利要求1或2所述的箱变车用可切换组别的变压器,其特征在于,所述绕组段Ⅰ、绕组段Ⅳ和绕组段Ⅶ的匝数均为0.27W,所述绕组段Ⅱ、绕组段Ⅲ、绕组段Ⅴ、绕组段Ⅵ、绕组段Ⅷ和绕组段Ⅸ的匝数均为0.73W。
4.根据权利要求1或2所述的箱变车用可切换组别的变压器,其特征在于,还包括断路器、时间继电器和核相仪,断路器串联在变压器的低压绕组输出端,核相仪一端与变压器低压绕组的输出端连接,另一端与配网变压器的低压输出端连接,断路器电路操控机构的ON端上设有时间继电器的常开开关KT1,常开开关KT1与手动开关S1并联,时间继电器及其常开开关KT2串联后分别与低压绕组的相线和零线连接,断路器的常闭开关QF串联在时间继电器与零线之间的电路上,核相仪的常开开关KTB并联在常开开关KT2的两端。
5.一种如权利要求1至4的任一项所述的箱变车用可切换组别的变压器的使用方法,其特征在于,该方法的具体步骤为:
(1)切换成组别为Dyn11的变压器:将高压转换开关处于1号档位,此时1号档位的开关处于闭合状态,2号档位的开关处于断开状态,进而A相绕组的绕组段Ⅰ~Ⅲ依次串联,B相绕组的绕组段Ⅳ~Ⅵ依次串联,C相绕组的绕组段Ⅶ~Ⅸ依次串联,且A相绕组、B相绕组和C相绕组首尾相连,使高压绕组呈三形连接,即变压器组别为Dyn11,并且A相绕组、B相绕组和C相绕组的总匝数均为1.73W;
(2)切换成组别为Yyn0的变压器:将高压转换开关处于2号档位,此时2号档位的开关处于闭合状态,1号档位的开关处于断开状态,进而A相绕组的绕组段Ⅱ和Ⅲ并联后与绕组段Ⅰ串联,B相绕组的绕组段Ⅴ和Ⅵ并联后与绕组段Ⅳ串联,C相绕组的绕组段Ⅷ和Ⅸ并联后与绕组段Ⅶ串联,且A相绕组、B相绕组和C相绕组的尾尾相连,使高压绕组呈星形连接,即变压器组别为Yyn0,并且A相绕组、B相绕组和C相绕组的总匝数均为1W,保证切换组别后变压器的低压绕组输出端的电压不变;
(3)相位检测及并列保护:当完成步骤(1)或(2)后与配网变压器联网并列时,断路器处于断开状态,此时核相仪将低压绕组输出的三相电位与配网变压器输出的三相电位进行比对,如相位相同,则核相仪的常开开关KTB闭合,进而时间继电器得电,使常开开关KT1和常开开关KT2均闭合,使断路器的电路操作机构的ON端得电,最终使断路器闭合完成变压器与配网变压器的联网并列运行,此时断路器的常闭开关QF断开使时间继电器失电,常开开关KT1和常开开关KT2恢复常开状态;如相位不同,则核相仪通过点亮指示灯提示,同时变压器与配网变压器不进行联网并列运行。

说明书全文

一种箱变车用可切换组别的变压器及其使用方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种变压器及其使用方法,具体是一种箱变车用可切换组别的变压器及其使用方法。

背景技术

[0002] 随着人民生活平的不断提高,居民用电负荷越来越大,人们对电供电可靠性的要求越来要高,生活用电基本不允许停电,城市配网变压器作为配网运行的关键设备,其运行的可靠性直接影响到配网的供电可靠性,而为了保证配网变压器持续稳定的工作,因此工作人员需要定期对配网变压器检修、更换或增容,但是这些工作均需要变压器短暂停止工作,进而会对变压器的正常运行产生影响。
[0003] 目前在进行变压器检修或更换时,为减少或不给用户停电,一般有两种方式,一种是采用应急发电车,先给用户临时供电,然后将变压器停电检修或更换,该种方法可以做到对用户减少停电时间,但发电车在持续供电过程中存在噪音较大和消耗大量燃油的问题,多用在重要的应急场所。另一种是采用移动箱变车临时代替配网变压器向用户供电的方式,这种方法避免了发电车的噪音污染和燃油消耗问题,同时移动箱变车的电源仍是来自配网线路,并且移动箱变车上设有计量仪表,在变压器检修或更换期间,移动箱变车直接代替配网变压器向用户供电,可对用户无影响的情况下进行配网变压器的检修,因此这种方式正在被推广应用。
[0004] 由于移动箱变车内的空间有限仅能安装一台固定组别的变压器,但目前使用的配网变压器组别主要是Dyn11和Yyn0两种,采用移动箱变车不停电检修或更换配网变压器时,要想保证在检修或更换配网变压器时用户不停电,就需要将移动箱变车内变压器与配网变压器并列运行,但变压器并列运行的必须条件之一就是两台变压器的组别相同,要想实现变压器并列运行,首先要解决组别一致问题,因此,目前采用两辆分别携带不同组别的变压器的移动箱变车,根据要检修或更换的配网变压器组别采用具有相同组别的移动箱变车;这种方式虽然能解决不停电运行的情况,但是工作人员在进行不同变压器检修时需要在两辆车之间进行选择使用,从而额外浪费一辆车的资源。
[0005] 目前已知的技术中,尚无技术方法实现变压器可进行组别的切换和切换后的可保证低压输出端的输出不变。

发明内容

[0006] 针对上述现有技术存在的问题,本发明提供一种箱变车用可切换组别的变压器及其使用方法,能对同一个变压器在Dyn11和Yyn0两种组别下切换,同时切换后可保证低压输出端的输出不变。
[0007] 为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种箱变车用可切换组别的变压器,包括高压绕组和低压绕组,所述低压绕组由a相、b相、c相和零线组成,a相、b相、c相和零线呈星形连接,还包括高压转换开关,所述高压转换开关分为1号档位和2号档位,所述高压绕组由A相绕组、B相绕组和C相绕组组成,所述A相绕组由绕组段Ⅰ、绕组段Ⅱ和绕组段Ⅲ组成,绕组段Ⅰ~Ⅲ缠绕在同一芯上,B相绕组由绕组段Ⅳ、绕组段Ⅴ和绕组段Ⅵ组成,绕组段Ⅳ~Ⅵ缠绕在同一铁芯上,C相绕组由绕组段Ⅶ、绕组段Ⅷ和绕组段Ⅸ组成,绕组段Ⅶ~Ⅸ缠绕在同一铁芯上,所述A相绕组、B相绕组和C相绕组的每个绕组总数相同;绕组段Ⅰ的两端分别为C1端和C2端,绕组段Ⅱ的两端分别为C3端和C4端,绕组段Ⅲ的两端分别为C5端和C6端,绕组段Ⅳ的两端分别为C7端和C8端,绕组段Ⅴ的两端分别为C9端和C10端,绕组段Ⅵ的两端分别为C11端和C12端,绕组段Ⅶ的两端分别为C13端和C14端,绕组段Ⅷ的两端分别为C15端和C16端,绕组段Ⅸ的两端分别为C17端和C18端;C2端与C3端连接,C8端与C9端连接,C14端与C15端连接;
[0008] 所述C1端、C4端、C6端、C7端、C10端和C16端通过1号档位分别一一对应与C12端、C5端、C13端、C18端、C11端和C17端连接;所述C1端、C2端、C4端、C7端、C8端、C10端、C14端和C16端通过2号档位分别一一对应与C7端、C5端、C6端、C13端、C11端、C12端、C17端和C18端连接。
[0009] 进一步,所述高压转换开关内设有灭弧气室,内部填充灭弧气体,1号档位和2号档位均设置在灭弧气室内。
[0010] 进一步,所述绕组段Ⅰ、绕组段Ⅳ和绕组段Ⅶ的匝数均为0.27W,所述绕组段Ⅱ、绕组段Ⅲ、绕组段Ⅴ、绕组段Ⅵ、绕组段Ⅷ和绕组段Ⅸ的匝数均为0.73W。
[0011] 进一步,还包括断路器、时间继电器和核相仪,断路器串联在变压器的低压绕组输出端,核相仪一端与变压器低压绕组的输出端连接,另一端与配网变压器的低压输出端连接,断路器电路操控机构的ON端上设有时间继电器的常开开关KT1,常开开关KT1与手动开关S1并联,时间继电器及其常开开关KT2串联后分别与低压绕组的相线和零线连接,断路器的常闭开关QF串联在时间继电器与零线之间的电路上,核相仪的常开开关KTB并联在常开开关KT2的两端。
[0012] 一种箱变车用可切换组别的变压器的使用方法,其具体步骤为:
[0013] (1)切换成组别为Dyn11的变压器:将高压转换开关处于1号档位,此时1号档位的开关处于闭合状态,2号档位的开关处于断开状态,进而A相绕组的绕组段Ⅰ~Ⅲ依次串联,B相绕组的绕组段Ⅳ~Ⅵ依次串联,C相绕组的绕组段Ⅶ~Ⅸ依次串联,且A相绕组、B相绕组和C相绕组首尾相连,使高压绕组呈三形连接,即变压器组别为Dyn11,并且A相绕组、B相绕组和C相绕组的总匝数均为1.73W;
[0014] (2)切换成组别为Yyn0的变压器:将高压转换开关处于2号档位,此时2号档位的开关处于闭合状态,1号档位的开关处于断开状态,进而A相绕组的绕组段Ⅱ和Ⅲ并联后与绕组段Ⅰ串联,B相绕组的绕组段Ⅴ和Ⅵ并联后与绕组段Ⅳ串联,C相绕组的绕组段Ⅷ和Ⅸ并联后与绕组段Ⅶ串联,且A相绕组、B相绕组和C相绕组的尾尾相连,使高压绕组呈星形连接,即变压器组别为Yyn0,并且A相绕组、B相绕组和C相绕组的总匝数均为1W,保证切换组别后变压器的低压绕组输出端的电压不变;
[0015] (3)相位检测及并列保护:当完成步骤(1)或(2)后与配网变压器联网并列时,断路器处于断开状态,此时核相仪将低压绕组输出的三相电位与配网变压器输出的三相电位进行比对,如相位相同,则核相仪的常开开关KTB闭合,进而时间继电器得电,使常开开关KT1和常开开关KT2均闭合,使断路器的电路操作机构的ON端得电,最终使断路器闭合完成变压器与配网变压器的联网并列运行,此时断路器的常闭开关QF断开使时间继电器失电,常开开关KT1和常开开关KT2恢复常开状态;如相位不同,则核相仪通过点亮指示灯提示,同时变压器与配网变压器不进行联网并列运行。
[0016] 与现有技术相比,本发明采用高压转换开关、A相绕组、B相绕组和C相绕组相结合方式,通过在A相绕组上设置绕组段Ⅰ~Ⅲ,B相绕组上设置绕组段Ⅳ~Ⅵ,C相绕组上设置绕组段Ⅶ~Ⅸ,通过高压转换开关的两个档位切换实现变压器的组别切换,当高压转换开关处于1号档位时,A相绕组、B相绕组和C相绕组呈三角形连接,从而使变压器的组别为Dyn11;当高压转换开关处于2号档位时,A相绕组、B相绕组和C相绕组呈星形连接,从而使变压器的组别为Yyn0。因此根据配网变压器的组别,本发明能对同一个变压器在Dyn11和Yyn0两种组别下切换,同时切换后可保证低压输出端的输出不变,并进行切换后的相位检测及并列防护,最终可与配网变压器并列运行后,配网变压器可进行断电检修,同时不影响居民的正常用电。另外采用高压转换开关可实现快速一键切换,减少作业程序和时间,避免操作失误。
附图说明
[0017] 图1是本发明处于Dyn11组别变压器的绕组原理图;
[0018] 图2是本发明处于Yyn0组别变压器的绕组原理图;
[0019] 图3是本发明中高压转换开关与绕组段的连接原理图;
[0020] 图4是本发明中相位检测及并列保护的电路原理图。

具体实施方式

[0021] 下面将对本发明作进一步说明。
[0022] 如图1至图3所示,一种箱变车用可切换组别的变压器,包括高压绕组和低压绕组,所述低压绕组由a相、b相、c相和零线组成,a相、b相、c相和零线呈星形连接,还包括高压转换开关,所述高压转换开关分为1号档位和2号档位,所述高压绕组由A相绕组、B相绕组和C相绕组组成,所述A相绕组由绕组段Ⅰ、绕组段Ⅱ和绕组段Ⅲ组成,绕组段Ⅰ~Ⅲ缠绕在同一铁芯上,B相绕组由绕组段Ⅳ、绕组段Ⅴ和绕组段Ⅵ组成,绕组段Ⅳ~Ⅵ缠绕在同一铁芯上,C相绕组由绕组段Ⅶ、绕组段Ⅷ和绕组段Ⅸ组成,绕组段Ⅶ~Ⅸ缠绕在同一铁芯上,所述A相绕组、B相绕组和C相绕组的每个绕组总匝数相同;绕组段Ⅰ的两端分别为C1端和C2端,绕组段Ⅱ的两端分别为C3端和C4端,绕组段Ⅲ的两端分别为C5端和C6端,绕组段Ⅳ的两端分别为C7端和C8端,绕组段Ⅴ的两端分别为C9端和C10端,绕组段Ⅵ的两端分别为C11端和C12端,绕组段Ⅶ的两端分别为C13端和C14端,绕组段Ⅷ的两端分别为C15端和C16端,绕组段Ⅸ的两端分别为C17端和C18端;C2端与C3端连接,C8端与C9端连接,C14端与C15端连接;
[0023] 所述C1端、C4端、C6端、C7端、C10端和C16端通过1号档位分别一一对应与C12端、C5端、C13端、C18端、C11端和C17端连接;所述C1端、C2端、C4端、C7端、C8端、C10端、C14端和C16端通过2号档位分别一一对应与C7端、C5端、C6端、C13端、C11端、C12端、C17端和C18端连接。
[0024] 进一步,所述高压转换开关内设有灭弧气室,内部填充灭弧气体,1号档位和2号档位均设置在灭弧气室内。采用灭弧气室可防止1号档位和2号档位在闭合连接使用过程中产生电弧的可能,从而提高设备运行稳定性
[0025] 本发明中的绕组段Ⅰ、绕组段Ⅳ和绕组段Ⅶ的匝数均为0.27W,所述绕组段Ⅱ、绕组段Ⅲ、绕组段Ⅴ、绕组段Ⅵ、绕组段Ⅷ和绕组段Ⅸ的匝数均为0.73W。采用这种绕组段的匝数,这样在变压器高压绕组处于三角形连接时,每相绕组的总匝数均为1.73W;变压器高压绕组处于星形连接时,每相绕组的总匝数均为1W,由于处于三角形连接时每相电压为线电压,而处于星形连接时每相电压为相电压,根据 此时两者的匝数比也为1.73;从而保证组别切换前后变压器的低压输出端输出的电压始终不变。
[0026] 如图4所示,本发明还包括断路器、时间继电器和核相仪,断路器串联在变压器的低压绕组输出端,核相仪一端与变压器低压绕组的输出端连接,另一端与配网变压器的低压输出端连接,断路器电路操控机构的ON端上设有时间继电器的常开开关KT1,常开开关KT1与手动开关S1并联,时间继电器及其常开开关KT2串联后分别与低压绕组的相线和零线连接,断路器的常闭开关QF串联在时间继电器与零线之间的电路上,核相仪的常开开关KTB并联在常开开关KT2的两端。增加这种相位检测装置,可在本发明变压器切换成与配网变压器的组别一致后先进行相位检测,如两者的输出相位相同才能保证本发明的变压器可与配网变压器并列运行并在其检修时可替代其作用,从而保证居民用电不受影响;如相位不同,通过指示灯提示相关人员及时进行处理,同时断路器不会闭合,防止与配网变压器并列后参数不一致导致出现安全问题。
[0027] 一种箱变车用可切换组别的变压器的使用方法,其具体步骤为:
[0028] (1)切换成组别为Dyn11的变压器:将高压转换开关处于1号档位,此时1号档位的开关处于闭合状态,2号档位的开关处于断开状态,C1端与C12端连通,C4端与C5端连通,C6端与C13端连通,C7端与C18端连通,C10端与C11端连通,C16端与C17端连通,进而A相绕组的绕组段Ⅰ~Ⅲ依次串联,B相绕组的绕组段Ⅳ~Ⅵ依次串联,C相绕组的绕组段Ⅶ~Ⅸ依次串联,且A相绕组、B相绕组和C相绕组首尾相连,使高压绕组呈三角形连接,即变压器组别为Dyn11,并且A相绕组总匝数=绕组段Ⅰ+绕组段Ⅱ+绕组段Ⅲ,B相绕组总匝数=绕组段Ⅳ+绕组段Ⅴ+绕组段Ⅵ,C相绕组总匝数=绕组段Ⅶ+绕组段Ⅷ+绕组段Ⅸ,计算后得出A相绕组、B相绕组和C相绕组的总匝数均为1.73W;
[0029] (2)切换成组别为Yyn0的变压器:将高压转换开关处于2号档位,此时2号档位的开关处于闭合状态,1号档位的开关处于断开状态,C1端与C7端连通,C2端与C5端连通,C4端与C6端连通,C7端与C13端连通,C8端与C11端连通,C10端与C12端连通,C14端与C17端连通,C16端与C18端连通,进而A相绕组的绕组段Ⅱ和Ⅲ并联后与绕组段Ⅰ串联,B相绕组的绕组段Ⅴ和Ⅵ并联后与绕组段Ⅳ串联,C相绕组的绕组段Ⅷ和Ⅸ并联后与绕组段Ⅶ串联,且A相绕组、B相绕组和C相绕组的尾尾相连,使高压绕组呈星形连接,即变压器组别为Yyn0,并且A相绕组总匝数=绕组段Ⅰ+(绕组段Ⅱ+绕组段Ⅲ)/2,B相绕组总匝数=绕组段Ⅳ+(绕组段Ⅴ+绕组段Ⅵ)/2,C相绕组总匝数=绕组段Ⅶ+(绕组段Ⅷ+绕组段Ⅸ)/2,计算后得出A相绕组、B相绕组和C相绕组的总匝数均为1W,保证切换组别后变压器的低压绕组输出端的电压不变;
[0030] (3)相位检测及并列保护:当完成步骤(1)或(2)后与配网变压器联网并列时,断路器处于断开状态,此时核相仪将低压绕组输出的三相电位与配网变压器输出的三相电位进行比对,如相位相同,则核相仪的常开开关KTB闭合,进而时间继电器得电,使常开开关KT1和常开开关KT2均闭合,使断路器的电路操作机构的ON端得电,最终使断路器闭合完成变压器与配网变压器的联网并列运行,此时断路器的常闭开关QF断开使时间继电器失电,常开开关KT1和常开开关KT2恢复常开状态;如相位不同,则核相仪通过点亮指示灯提示,同时变压器与配网变压器不进行联网并列运行,以避免变压器组别切换后参数变化造成并列失败或产生安全问题。
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