專(zhuān)利名稱(chēng)：用于保護(hù)以液體介質(zhì)絕緣的三相配電變壓器且包括相隔離開(kāi)關(guān)的保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于保護(hù)液體介質(zhì)中絕緣的三相配電變壓器的保護(hù)系統(tǒng)。
法國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No.96 04 248公開(kāi)了能防止變壓器爆炸的保護(hù)系統(tǒng)。該保護(hù)系統(tǒng)中，三相配電變壓器浸在裝在槽內(nèi)的液體介質(zhì)中，三相中的兩相在變壓器的高壓側(cè)設(shè)有各自的限流熔斷器，并設(shè)有與相關(guān)的限流熔斷器串聯(lián)的各自的保護(hù)微熔斷器。每個(gè)所述的微熔斷器比所述的限流熔斷器更快，并與撞針相連。該系統(tǒng)還包括至少一個(gè)故障檢測(cè)器，用于檢測(cè)與槽內(nèi)壓力和介質(zhì)水平中的至少一點(diǎn)相關(guān)的故障；和位于高壓側(cè)在所述限流熔斷器與高壓繞組之間的三相短路器，所述短路器由所述故障檢測(cè)器觸發(fā)，當(dāng)微熔斷器工作時(shí)，與每個(gè)微熔斷器相關(guān)的撞針也觸發(fā)短路器。
盡管該系統(tǒng)是可靠的，但是可以想像出一連串事件可能使變壓器的初級(jí)繞組上的一個(gè)點(diǎn)保持接地。
根據(jù)本發(fā)明，在變壓器的高壓側(cè)并從短路器的上游，第三相設(shè)置一隔離開(kāi)關(guān)，其在無(wú)任何故障時(shí)常閉，有故障時(shí)由短路器觸發(fā)它打開(kāi)，但有一定的延遲，所以，只有在熔斷器被短路器熔斷后第三相才隔離。
隔離開(kāi)關(guān)打開(kāi)后，變壓器高壓繞組的所有導(dǎo)體和連接均與網(wǎng)絡(luò)隔離。
通過(guò)斷路器動(dòng)作而機(jī)械觸發(fā)或電觸發(fā)隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。在本發(fā)明的保護(hù)系統(tǒng)的一具體實(shí)施例中，隔離開(kāi)關(guān)包括相互隔開(kāi)并分別連接到第三相和短路器的兩個(gè)端子。隔離開(kāi)關(guān)的該兩個(gè)端子通過(guò)導(dǎo)電可滑動(dòng)安裝的棒而相互連接，該棒在短路器斷開(kāi)后彈簧松開(kāi)的作用下能平移或轉(zhuǎn)動(dòng)。隔離開(kāi)關(guān)還包括防止所述棒移動(dòng)可移動(dòng)的銷(xiāo)釘，該銷(xiāo)釘機(jī)械連接到短路器的可移動(dòng)部分，以便當(dāng)短路器操作時(shí)銷(xiāo)釘松開(kāi)。該開(kāi)關(guān)也可以用撞針型機(jī)械系統(tǒng)觸發(fā)，它本身由短路器建立的電接觸起動(dòng)。此外，隔離開(kāi)關(guān)的第一端子直接連接到高壓電源供電相。該隔離開(kāi)關(guān)配置成在棒的平移部分或轉(zhuǎn)動(dòng)沖程期間，所述的第一端子與棒保持電接觸，以保證其它兩相上的限流熔斷器完全熔斷。
在本發(fā)明的保護(hù)系統(tǒng)的又一特定實(shí)施例中，棒設(shè)在有孔的外殼內(nèi)。該外殼內(nèi)通常填充有介質(zhì)，外殼上的開(kāi)口是為了避免變壓器正常工作期間當(dāng)介質(zhì)膨脹時(shí)產(chǎn)生的過(guò)高內(nèi)部壓力。此外，該開(kāi)口可以除去棒滑動(dòng)時(shí)可能產(chǎn)生的氣體，或能在真空下用裝在槽內(nèi)的介質(zhì)來(lái)填充外殼。
在另一實(shí)施例中，隔離開(kāi)關(guān)以旋轉(zhuǎn)裝置為基礎(chǔ)，該旋轉(zhuǎn)裝置包括固定觸點(diǎn)和旋轉(zhuǎn)移動(dòng)觸點(diǎn)。在本實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)移動(dòng)觸點(diǎn)在轉(zhuǎn)動(dòng)的一部分中與固定觸點(diǎn)保持電連接，以便相對(duì)于移動(dòng)觸點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)開(kāi)始而延遲發(fā)生電斷開(kāi)。
下面參照附圖描述本發(fā)明的保護(hù)系統(tǒng)的實(shí)施例。


以下將參見(jiàn)附圖描述本發(fā)明的保護(hù)系統(tǒng)。
圖1是本發(fā)明的保護(hù)系統(tǒng)的示意圖；圖2是設(shè)在本發(fā)明的保護(hù)系統(tǒng)中的隔離開(kāi)關(guān)的第一實(shí)施例的示意圖，該隔離開(kāi)關(guān)所示為處在閉合位置；圖3是圖2所示隔離開(kāi)關(guān)全開(kāi)位置的示意圖；圖4是設(shè)在本發(fā)明保護(hù)系統(tǒng)中的隔離開(kāi)關(guān)的第二實(shí)施例的示意圖；和圖5是設(shè)在本發(fā)明保護(hù)系統(tǒng)中的隔離開(kāi)關(guān)的第二實(shí)施例的外形圖。
具體實(shí)施例方式
圖1所示變壓器例如是20/0.410千伏(KV)的變壓器。參考數(shù)字1代表三角形高壓繞組，2代表星形低壓繞組。高壓繞組1通過(guò)三相3，4和5供電，它按密封方式經(jīng)由絕緣連線7，8和9插入用方框6示出的變壓器的槽中。
低壓繞組2按密封方式經(jīng)由絕緣連線13，14和15穿過(guò)槽6饋電給各相線10，11和12，同樣，中性點(diǎn)16按密封方式經(jīng)由絕緣連線18穿過(guò)槽6連接到中性導(dǎo)線17。
在高壓側(cè)，三相中的兩相(本例中是3和4所代表的兩相)經(jīng)由各自的限流熔斷器19和20連接到高壓繞組1這些熔斷器通常在稱(chēng)作“熔斷電流”Ic，例如60安培以上的電流下工作。低于該電流有一個(gè)臨界電流范圍，例如，在36至60安培，熔斷器過(guò)熱損壞但不正確地熔斷。為了防止熔斷器在臨界電流范圍內(nèi)出現(xiàn)這種不正常的工作，每個(gè)限流熔斷器19，20與比該熔斷器更快的用短銀片構(gòu)成的各個(gè)微熔斷器21，22串聯(lián)，它們的作用是在限流熔斷器的臨界電流范圍內(nèi)，在低電流下準(zhǔn)確地熔斷。每個(gè)微熔斷器與各個(gè)撞針23和24相關(guān)聯(lián)。
這種撞針本身是公知的。它由利用彈簧推動(dòng)的指針構(gòu)成，該彈簧通過(guò)一鋼絲保持負(fù)載狀態(tài)。25和26所示的鋼絲與微熔斷器21和22并聯(lián)。撞針?shù)摻z的電阻值大大高于微熔斷器銀片的電阻值，所以，在正常工作條件下，電流通過(guò)銀片，以避免鋼絲被老化。在對(duì)應(yīng)臨界范圍的標(biāo)定范圍內(nèi)，當(dāng)電流波動(dòng)時(shí)銀片熔化，因此，電流轉(zhuǎn)流向鋼絲也使其熔化，從而使撞針的指針27，28松開(kāi)。
撞針的指針?biāo)砷_(kāi)后觸發(fā)三相短路器29，30，31使其閉合。用圖中虛線所示的任何機(jī)械觸發(fā)系統(tǒng)實(shí)施該操作C。該系統(tǒng)包括壓力檢測(cè)器32，在液體介質(zhì)的壓力超過(guò)傳感器的設(shè)定值時(shí)，它也觸發(fā)短路器29，30，31。水平檢測(cè)器33也包括在該保護(hù)系統(tǒng)中。
液體介質(zhì)水平低于安全閾值時(shí)，例如只用浮體構(gòu)成的檢測(cè)器33使觸點(diǎn)34閉合，由此閉合包括撞針35的電路，撞針35的鋼絲36并聯(lián)在中性點(diǎn)16與相12之間。如需要，電路中插入限流電阻器37。觸點(diǎn)34閉合使電流流過(guò)該電路，由此引起撞針35的鋼絲36二被熔斷，由此它的指針?biāo)砷_(kāi)，使短路器29，30，31閉合。
因此，當(dāng)出現(xiàn)故障，如出現(xiàn)電流脈動(dòng)，壓力脈動(dòng)，或液體介質(zhì)從槽中漏出時(shí)，使介質(zhì)液體的水平下降一定量，引起三個(gè)高壓相3，4和5與位于熔斷器19，20和高壓繞組1之間的點(diǎn)之間發(fā)生完全短路，于是立即引起熔斷器19和20熔斷。之后，第一相3和第二相4與高壓繞組1隔離。
與法國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No.96 04 248公開(kāi)的已知結(jié)構(gòu)不同，第三相5設(shè)在變壓器的高壓側(cè)上及短路器29，30，31的上游，并且具有隔離開(kāi)關(guān)39，無(wú)故障時(shí)該隔離開(kāi)關(guān)39常閉，當(dāng)槽6中出現(xiàn)故障時(shí)通過(guò)短路器的動(dòng)作機(jī)械地或電氣地觸發(fā)該隔離開(kāi)關(guān)打開(kāi)。所以，出現(xiàn)故障時(shí)變壓器的全部高壓繞組1斷開(kāi)。
隔離開(kāi)關(guān)39設(shè)計(jì)成相對(duì)于短路器觸發(fā)時(shí)刻延遲一定時(shí)間打開(kāi)，所以，僅在限流熔斷器熔斷后第三相隔離。
隔離開(kāi)關(guān)39具有兩個(gè)端子40，41，它們相互隔開(kāi)，而且分別與第三相和短路器連接。該兩個(gè)端子通過(guò)圖2所示的導(dǎo)電的可滑動(dòng)安裝的棒42連接在一起，棒42平移使兩個(gè)端子40，41相互連接或分開(kāi)。如圖2所示，可滑動(dòng)安裝的棒42軸向位于由電絕緣材料制成的外殼43內(nèi)，本例中，外殼是圓柱形。用兩個(gè)端子40，41穿過(guò)的兩個(gè)蓋分別關(guān)閉該外殼的兩端。端子40電連接到環(huán)形的可滑動(dòng)的電觸點(diǎn)45，棒42的一端穿過(guò)觸點(diǎn)45，并用電絕緣墊片46以固定方式將該觸點(diǎn)固定在外殼內(nèi)。觸點(diǎn)45位于蓋44附近。端子41經(jīng)柔性導(dǎo)體47連接到棒42的另一末端，該末端靠近蓋54。外殼43的里邊形成空腔，棒42穿過(guò)該空腔，一彈簧48位于空腔內(nèi)，該彈簧的一端與空腔的端壁相貼合，另一端與固定在棒42周?chē)膲|圈49相貼合。棒42在其中移動(dòng)的沖程的初始部分最好設(shè)置液壓制動(dòng)器。棒42靠近蓋44的一端設(shè)置橫向凹槽50，可移動(dòng)的銷(xiāo)釘51穿進(jìn)凹槽50中。該銷(xiāo)釘51經(jīng)外殼中的開(kāi)口52從外殼43向外徑向延伸。
當(dāng)隔離開(kāi)關(guān)處于其閉合位置時(shí)，彈簧48位于墊圈49與空腔的端壁之間，棒42穿入觸點(diǎn)45，銷(xiāo)釘51穿入棒42，以防止它在外殼43內(nèi)軸向移動(dòng)。棒42經(jīng)觸點(diǎn)45和導(dǎo)體47相互電連接兩個(gè)端子40和41。如圖3中箭頭所示，在外殼43的外邊施加的牽引力使銷(xiāo)釘51從棒42脫出時(shí)，彈簧48松弛并驅(qū)動(dòng)棒42向蓋54平移，因此，使觸點(diǎn)45與棒42分開(kāi)，兩個(gè)端子40和41在棒42的沖程終端通過(guò)足夠的斷開(kāi)距離y電隔離。如圖2所示，隔離開(kāi)關(guān)39處于閉合位置時(shí)，棒42靠近蓋44的一端穿入觸點(diǎn)45足夠的距離x，以便當(dāng)銷(xiāo)釘51從棒42脫出時(shí)，正如從觸發(fā)短路器的時(shí)刻測(cè)試到的，棒42在彈簧松弛作用下移動(dòng)，并在液壓制動(dòng)器作用下移動(dòng)減緩，同時(shí)與觸點(diǎn)45保持電接觸的時(shí)間明顯長(zhǎng)于限流熔斷器19，20熔斷所需的時(shí)間。
例如，銷(xiāo)釘51可機(jī)械連接到短路器的移動(dòng)部分，該部分在短路器動(dòng)作時(shí)移動(dòng)。
外殼43通常填充槽中所包含的介質(zhì)，該外殼通常設(shè)有能填充介質(zhì)或在壓力過(guò)大時(shí)用于排除氣體的諸如開(kāi)孔52或53的開(kāi)口。當(dāng)隔離開(kāi)關(guān)設(shè)在填充有介質(zhì)的槽中時(shí)，開(kāi)孔52，53最好設(shè)在外殼43的頂部，以防止槽6泄漏時(shí)介質(zhì)從外殼43漏出。
在一種變形中，隔離開(kāi)關(guān)39可以安裝在外殼43’中的旋轉(zhuǎn)裝置為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)，如圖4所示。該旋轉(zhuǎn)裝置包括連接到高壓電源的第三相5的固定觸點(diǎn)61，和連接到高壓繞組1的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)觸點(diǎn)62。
圖4所示的實(shí)施例中，固定觸點(diǎn)是位于形成移動(dòng)觸點(diǎn)的兩個(gè)大致平行的板之間的一個(gè)管子。該兩個(gè)板被設(shè)置成圍繞遠(yuǎn)離管子并與管子垂直的軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，彈簧48’驅(qū)動(dòng)板旋轉(zhuǎn)，同時(shí)它們?cè)谛D(zhuǎn)沖程的一部分中與該管子保持電接觸，以使隔離開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)延遲持續(xù)一段時(shí)間。如圖5所示，通過(guò)大致設(shè)在板中間的壓緊彈簧63使兩個(gè)板與該導(dǎo)體管子相貼合。用該結(jié)構(gòu)，通過(guò)改變由彈簧63施加到板62上的力來(lái)調(diào)節(jié)斷開(kāi)延遲。
隔離開(kāi)關(guān)39處于閉合位置時(shí)，用鎖定件保持板62的自由端。在本實(shí)施例中，鎖定件是防止板62的自由端旋轉(zhuǎn)的鉸鏈臂65，該鉸鏈臂65在固定彈簧66的作用下鎖定到板上，用解鎖件解鎖該鉸鏈臂。本實(shí)施例中，解鎖件是作用于該鉸鏈臂上對(duì)抗彈簧66的作用的撞針。當(dāng)該撞針操作時(shí)，鉸鏈臂被移動(dòng)，由此使板62松開(kāi)并斷開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)。
可用短路器29，30，31機(jī)械地操作撞針或者電氣地操作撞針。圖4所示的例子中，是用短路器電氣地操作撞針。如上所述，這種撞針包括安裝成在一實(shí)體67內(nèi)滑動(dòng)的指針68。該指針68緊靠觸發(fā)彈簧69，同時(shí)由鋼絲60保持。經(jīng)短路器給指針加電流時(shí)，鋼絲60熔斷，由此使指針68脫開(kāi)。之后指針68在彈簧69的作用下移動(dòng)，從而推鉸鏈臂。
權(quán)利要求
1.一種用于保護(hù)浸在液體介質(zhì)中的三相配電變壓器的保護(hù)系統(tǒng)，該液體介質(zhì)裝在槽(6)中，其中，三相中的兩相(3，4)在變壓器的高壓側(cè)上分別設(shè)有限流熔斷器(19，20)，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)故障檢測(cè)器(32，33)，用于檢查與槽中的壓力和介質(zhì)水平中的至少一點(diǎn)相關(guān)的故障；三相短路器(29，30，31)，它們位于高壓側(cè)上所述限流熔斷器與高壓繞組(1)之間，用所述的故障檢測(cè)器觸發(fā)所述的短路器，以便通過(guò)建立各相之間的完全短路使限流熔斷器熔斷；所述保護(hù)系統(tǒng)的特征在于在變壓器的高壓側(cè)上和短路器的上游，第三相設(shè)有隔離開(kāi)關(guān)(39)，無(wú)故障時(shí)該開(kāi)關(guān)常閉，有故障時(shí)由短路器觸發(fā)該隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，但有一定延遲，以便僅在短路器使熔斷器熔斷后第三相隔離。
2.按權(quán)利要求1的保護(hù)系統(tǒng)，其中，有故障時(shí)通過(guò)短路器的運(yùn)動(dòng)機(jī)械地觸發(fā)隔離開(kāi)關(guān)(39)斷開(kāi)。
3.按權(quán)利要求2的保護(hù)系統(tǒng)，其中，隔離開(kāi)關(guān)(39)包括第一端子(40)，它連接到高壓電源的第三相(5)；第二端子(41)，它連接到高壓繞組(1)和短路器；所述第一和第二端子經(jīng)導(dǎo)電可滑動(dòng)安裝的棒(42)相互連接，當(dāng)觸發(fā)短路器斷開(kāi)時(shí)，該棒(42)在彈簧(48)松弛的作用下平移；和防止所述的棒移動(dòng)的可移動(dòng)的銷(xiāo)釘(51)，該銷(xiāo)釘機(jī)械連接到短路器的移動(dòng)部分，以便當(dāng)短路器操作時(shí)脫開(kāi)，在棒的平移沖程的一部分(x)期間，第一端子(40)與棒保持電接觸。
4.按權(quán)利要求3的保護(hù)系統(tǒng)，其中，用電連接到第一端子的環(huán)形的固定滑動(dòng)觸點(diǎn)(45)使第一端子(40)與可滑動(dòng)地安裝的棒(42)之間保持電接觸，其中可滑動(dòng)地安裝的棒(42)的一端穿過(guò)該環(huán)形觸點(diǎn)(45)。
5.按權(quán)利要求3或4的保護(hù)系統(tǒng)，其中，棒(42)位于具有開(kāi)口(52，53)的外殼(43)內(nèi)，該外殼通常填充有介質(zhì)。
6.按權(quán)利要求1或2的保護(hù)系統(tǒng)，其中，隔離開(kāi)關(guān)(39)包括連接到高壓電源的第三相(5)的固定觸點(diǎn)(61)，連接到高壓繞組(1)的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)觸點(diǎn)(62)，作用于移動(dòng)觸點(diǎn)以使其轉(zhuǎn)動(dòng)的彈簧(64)，防止移動(dòng)觸點(diǎn)(62)旋轉(zhuǎn)的鎖定件(65，66)，和解鎖件(60，69，68，67)，該解鎖件由短路器(29，30，31)起動(dòng)以便作用于鎖定件(65，66)而使移動(dòng)觸點(diǎn)松開(kāi)，所述的移動(dòng)觸點(diǎn)(62)在其旋轉(zhuǎn)沖程的一部分中與所述固定觸點(diǎn)(61)電接觸。
7.按權(quán)利要求6的保護(hù)系統(tǒng)，其中，解鎖件(60，69，68，67)是由短路器(29，30，31)電氣起動(dòng)的撞針(67)。
8.按權(quán)利要求6或7的保護(hù)系統(tǒng)，其中，固定觸點(diǎn)(61)是一管子，而旋轉(zhuǎn)移動(dòng)觸點(diǎn)(62)由兩個(gè)大致平行的板構(gòu)成，所述的管子位于所述的兩個(gè)板之間。
9.按權(quán)利要求1至8之一的保護(hù)系統(tǒng)，還包括與限流熔斷器串聯(lián)的保護(hù)微熔斷器(21，22)，所述的微熔斷器比所述的限流熔斷器快，而且與撞針(23，24)相連，所述微熔斷器操作時(shí)該撞針也觸發(fā)所述短路器。
全文摘要
用于保護(hù)浸在槽(b)中盛裝的液體介質(zhì)中的三相變壓器的保護(hù)系統(tǒng)，包括設(shè)在變壓器的高壓側(cè)上的三相中的兩相上的限流熔斷器(19，20)，和與其并聯(lián)的保護(hù)微熔斷器(21，22)。該微熔斷器比限流熔斷器快，且每個(gè)微熔斷器與一撞針(23，24)相連。該系統(tǒng)還包括用于檢查與槽內(nèi)壓力和介質(zhì)水平中至少一點(diǎn)相關(guān)的故障的故障檢測(cè)器，和設(shè)在高壓側(cè)上限流熔斷器與高壓繞組之間的三相短路器(29，30，31)，用故障檢測(cè)器和與各個(gè)微熔斷器相關(guān)的撞針觸發(fā)短路器。在變壓器的高壓側(cè)上和短路器的上游，第三相設(shè)有隔離開(kāi)關(guān)(39)，其在無(wú)故障時(shí)常閉，有故障時(shí)由短路器觸發(fā)它斷開(kāi)，但有一定延遲，以便僅在短路器使熔斷器熔斷后第三相隔離。
文檔編號(hào)H01H79/00GK1421974SQ0216023
公開(kāi)日2003年6月4日 申請(qǐng)日期2002年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月22日
發(fā)明者菲利佩·福利奧特, 斯蒂芬·梅爾奎恩德, 弗蘭科斯·赫伯特, 帕特里克·格雷夫 申請(qǐng)人:阿爾斯托姆公司