專利名稱：輸出電不傷人、防雷、節(jié)能的電力變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電力變壓器，其電壓等級(jí)為10千伏/0.4千伏Y-Y電力變壓器，當(dāng)人體觸地接觸電網(wǎng)電壓四線之一時(shí)沒有觸電的感覺，同時(shí)具有防雷、節(jié)能功能的輸出電不傷人、防雷、節(jié)能的電力變壓器。
背景技術(shù)：
目前所有10千伏/0.4千伏Y-Y電力變壓器低壓線圈的中性線都采用接地的方式，因大地為零電壓，當(dāng)變壓器的中性線接地后稱之為零線，正因?yàn)橹行跃€接地后其輸出的三根相線對(duì)大地構(gòu)成三組220伏的對(duì)地電壓，當(dāng)人體觸及大地再接觸電網(wǎng)電壓，三根相線的任何一根相線對(duì)人體都會(huì)造成觸電傷害甚至死亡。目前變壓器因中性線接地，當(dāng)雷電擊在任何一根相線時(shí)，即便是使用了低壓避雷器，擊在任何一根相線上的雷電通過低壓避雷器接地會(huì)產(chǎn)生避雷殘壓峰值，殘壓峰值電流通過相線進(jìn)入變壓器低壓線圈接入大地是雷電擊壞變壓器線圈重要原因。關(guān)于中性線接地有多種說法，雖然中性線接地是解決了零序電壓，但零序電流接地是一個(gè)無形的損耗電流，當(dāng)變壓器輸出為三相負(fù)荷不平衡產(chǎn)生零序電壓，正常情況下這個(gè)零序電壓并不高，當(dāng)三相輸出故障或發(fā)生短路時(shí)導(dǎo)致三相輸出電壓嚴(yán)重不平衡，空氣開關(guān)會(huì)自動(dòng)保護(hù)。三根相線輸出為單相時(shí)，它與單相照明變壓器一樣，相當(dāng)于三臺(tái)單相照明變壓器地線共同連接一個(gè)公共點(diǎn)，構(gòu)成一根中性線，其輸出電流都是從相線通過用電器回到中性線流回各自的線圈。而單相照明變壓器二次側(cè)接地，目的是消除靜電以及排除不必要的電容效應(yīng)。然而煤礦礦井用變壓器，其中性線是要求不接地，是為了安全及防止觸電、漏電。輪船、軍艦用發(fā)電機(jī)中性線根本 無法接地，同樣正常運(yùn)行。本實(shí)用新型可使中性線不接地，避免了零序接地電流的浪費(fèi)，使輸出的三相四線對(duì)地不產(chǎn)生觸電傷人電壓，能防止變壓器故障時(shí)高壓側(cè)電源竄至低壓側(cè)造成危險(xiǎn)，同時(shí)使高壓斷路開關(guān)保護(hù)，又消除靜電以及排除不必要的電容效應(yīng)，可使三相四線任一線觸地漏電時(shí)自動(dòng)斷開，不觸地漏電時(shí)又自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行，在人體觸地接觸四線電壓之一時(shí)電網(wǎng)自動(dòng)斷開，使人沒有觸電的感覺，人體觸地?cái)嚅_四線之一時(shí)電網(wǎng)又自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行。節(jié)省了零序接地電流，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能、防雷、輸出電不傷人的目的。
發(fā)明內(nèi)容為解決目前電力變壓器不防雷擊，浪費(fèi)接地零序電流和輸出電傷人的問題，本實(shí)用新型提供一種輸出電不傷人、防雷、節(jié)能的電力變壓器，不僅能讓電力變壓器不受雷擊損壞，避免了零序接地電流的浪費(fèi)，還能使輸出電不傷人。本實(shí)用新型可以通過以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)。上述輸出電不傷人、防雷、節(jié)能的電力變壓器，它包括10千伏變壓器高壓線圈、A、B、C是10千伏接頭線1，變壓器鐵心2，繞在低壓線圈外層的G1、G2、G3屏蔽隔離層3，接地線4，變壓器低壓線圈、N是中性線a、b、c是380伏相線5，低壓交流220伏常閉負(fù)荷輸出繼電斷路開關(guān)6，電阻Rp電阻R2、電阻R3、電阻R4與中性線N及相線a、b、c并聯(lián)再與電阻R5串聯(lián)組成直流開關(guān)電路12伏負(fù)極供電7，直流12伏常開繼電器8，交流12伏電源變壓器9，橋式整流器10，電阻R6、電阻R7、電阻R8、三極管BG1、三極管BG2組成直流開關(guān)電路11，接地線12，12伏直流電源濾波電容器13，I\、T2、T3、T4閥式避雷器14，N1是中性輸出線a1、bp C1是380伏相輸出線15，其特征在于:10千伏變壓器高壓線圈、A、B、C是10千伏接頭線1，變壓器鐵心2，繞在低壓線圈外層的Gp G2、G3屏蔽隔離層3，接地線4，變壓器低壓線圈、N是中性線a、b、c是380伏相線5，相互構(gòu)成一臺(tái)隔離電力變壓器；低壓交流220伏常閉負(fù)荷輸出繼電斷路開關(guān)6，電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4與中性線N及相線a、b、c并聯(lián)再與電阻R5串聯(lián)組成直流開關(guān)電路12伏負(fù)極供電7，直流12伏常開繼電器8，交流12伏電源變壓器9，橋式整流器10，電阻R6、電阻R”電阻R8、三極管BG1、三極管BG2組成直流開關(guān)電路11，接地線12，12伏直流電源濾波電容器13，T1,T2> T3> T4閥式避雷器14，N1是中性輸出線&1、V C1是380伏相輸出線15，組成一個(gè)開關(guān)控制電路。上述的輸出電不傷人、防雷、節(jié)能的電力變壓器，其特征在于，所述的繞在低壓線圈外層的A、G2, G3屏蔽隔離層3 用導(dǎo)線連接接入大地，其目的是當(dāng)變壓器故障時(shí)高壓側(cè)電源竄至低壓側(cè)線圈先經(jīng)、繞在低壓線圈外層的GpG2、G3屏蔽隔離層3接入大地，使高壓斷路開關(guān)動(dòng)作保護(hù)。上述的輸出電不傷人、防雷、節(jié)能的電力變壓器，其特征在于，所述的電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4與中性線N及相線a、b、c并聯(lián)再與電阻R5串聯(lián)組成直流開關(guān)電路12伏負(fù)極供電7當(dāng)中的中性線N改為不接地，故切斷了避雷殘壓峰值電流通過相線進(jìn)入變壓器低壓線圈，避免損壞變壓器，實(shí)現(xiàn)了電力變壓器具有防雷的功能，同時(shí)避免了零序接地電流的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)了電力變壓器節(jié)能的目的。上述的輸出電不傷人、防雷、節(jié)能的電力變壓器，其特征在于，所述的電阻電阻R6、電阻R7、電阻R8、三極管BG1、三極管BG2組成直流開關(guān)電路11中BG2偏值電阻R8故意接入大地，其目的是三相四線接地漏電或人體觸地接觸該變壓器三相電壓四線(即N1中性輸出線a1、bp C1 380伏相輸出線15)之一時(shí)，12伏直流電源的負(fù)極通過電阻R5至電阻R4或電阻R3、電阻R2、電阻R1至觸及電線的人體電阻至大地再經(jīng)大地電阻至電阻R8向三極管BG2基極供電使三極管BG2導(dǎo)通工作，因三極管BG2、三極管BG1復(fù)合、三極管BG1同時(shí)導(dǎo)通工作，三極管BG1發(fā)射極輸出12伏直流電壓供直流12伏常開繼電器8的繼電線圈吸合工作，因直流12伏常開繼電器8的靜觸頭一端與該變壓器中性線N相連通，另一端與相線C連通，故直流12伏常開繼電器8工作同時(shí)接通了低壓交流220伏常閉負(fù)荷輸出繼電斷路開關(guān)6的繼電線圈220伏電壓，使低壓交流220伏常閉負(fù)荷輸出繼電斷路開關(guān)6動(dòng)作、斷開變壓器輸出三相四線(即Npa1Jp Cl)，因改中性線不接地，故三相四線對(duì)地沒有傷人電壓，實(shí)現(xiàn)了電力變壓器輸出電不傷人的目的。

圖1是輸出電不傷人、防雷、節(jié)能的電力變壓器的電路原理圖。圖中，1、10千伏變壓器高壓線圈、A、B、C是10千伏接線頭；2、變壓器鐵心；3、繞在低壓線圈外層的G1、G2、G3屏蔽隔離層；4、接地線；5、變壓器低壓線圈、N是中性線、a、b、c是380伏相線；6、低壓交流220伏常閉負(fù)荷輸出繼電斷路開關(guān)；7、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4與中性線N及相線a、b、c并聯(lián)再與電阻R5串聯(lián)組成直流開關(guān)電路12伏負(fù)極供電；8、直流12伏常開繼電器；9、交流12伏電源變壓器；10、橋式整流器；11、電阻R6、電阻R7、電阻R8、三極管BG1、三極管BG2組成直流開關(guān)電路；12、接地線；13、12伏直流電源濾波電容器；14、1\、T2、T3、T4閥式避雷器；15、N1是中性輸出線a1、bp C1是380伏相輸出線。
具體實(shí)施方案本實(shí)用新型的防雷原理是:為了防止電力變壓器不受雷擊損壞，解決變壓器故障時(shí)高壓側(cè)電源竄至低壓側(cè)造成危險(xiǎn)，消除靜電以及排除不必要的電容效應(yīng)，特設(shè)置由10千伏變壓器高壓線圈、A、B、C是10千伏接頭線1，變壓器鐵心2，繞在低壓線圈外層的Gp G2,G3屏蔽隔離層3，接地線4，變壓器低壓線圈、N是中性線a、b、c是380伏相線5，相互構(gòu)成一臺(tái)隔離變壓器。高壓線圈對(duì)A、G2, G3再對(duì)低壓線圈構(gòu)成三只三腳電容器，其中腳Gp G2,G3通過導(dǎo)線連接接入大地。目前變壓器因中性線接地，當(dāng)雷電擊在任何一根相線時(shí)，即便是使用了低壓避雷器，此時(shí)擊在任何一根相線上的雷電通過低壓避雷器接地會(huì)產(chǎn)生避雷殘壓峰值，殘壓峰值電流通過相線進(jìn)入變壓器低壓線圈接入大地是雷電擊壞變壓器重要原因。故特設(shè)置:繞在低壓線圈外層的Gp G2, G3屏蔽隔離層3，并用導(dǎo)線連接接入大地，其目的是:當(dāng)變壓器故障時(shí)高壓側(cè)電源竄至低壓側(cè)線圈先經(jīng)、繞在低壓線圈外層的GpG2、G3屏蔽隔離層3接入大地，使高壓斷路開關(guān)動(dòng)作保護(hù)，排除了高壓側(cè)電源竄至低壓側(cè)的危險(xiǎn)，同時(shí)消除了靜電排除了不必要的電容效應(yīng)后，特將電阻凡、電阻R2、電阻R3與中性線N及相線a、b、c并聯(lián)再與電阻R3串聯(lián)組成直流開關(guān)電路12伏負(fù)供電7，當(dāng)中的中性線N改為不接地，其目的是當(dāng)雷電擊在三相四線任何一線時(shí)，因?qū)⒅行跃€N改為了不接地，故切斷了避雷殘壓峰值電流通過相線進(jìn)入變壓器低壓線圈，避免損壞變壓器。而留在避雷器線路上的殘壓峰值電流，因GpG2、G3屏蔽隔離層，和低壓線圈a、b、c構(gòu)成三只電容器并接入大地，又因電容對(duì)交流電就相當(dāng)一根導(dǎo)線，故留在避雷器線路上的殘壓峰值電流通過電容(A、G2、G3中腳接入大地)而消失，實(shí)現(xiàn)了電力變壓器具有防雷的功能。
·[0014]本實(shí)用新型的節(jié)能原理是:為了解決變壓器中性線N接地浪費(fèi)零序接地電流，當(dāng)變壓器輸出為三相負(fù)荷不平衡時(shí)產(chǎn)生零序電壓，正常工作情況下這個(gè)零序電壓并不高。當(dāng)三相輸出故障或發(fā)生短路時(shí)導(dǎo)致三相輸出電壓嚴(yán)重不平衡，空氣開關(guān)會(huì)自動(dòng)斷開保護(hù)。當(dāng)三根相線輸出為單相時(shí)，它與單相照明變壓器一樣(相當(dāng)于三臺(tái)單相照明變壓器地線共同連接一個(gè)公共點(diǎn)，構(gòu)成一根中性線N)其輸出電流都是從相線通過用電器回到中性線N流回各自的線圈。而單相照明變壓器二次側(cè)接地，目的是消除靜電以及排除不必要的電容效應(yīng)。然而煤礦礦井用變壓器，其中性線是要求不接地，其目的是防止觸電、漏電及安全。而輪船、軍艦用發(fā)電機(jī)中性線N根本無法接地同樣正常運(yùn)行。故本發(fā)明在排除了高壓側(cè)電源竄至低壓側(cè)的危險(xiǎn)消除靜電、排除不必要的電容效應(yīng)后，特將電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4與中性線N及相線a、b、c并聯(lián)再與電阻R5串聯(lián)組成直流開關(guān)電路12伏負(fù)供電7、當(dāng)中的中性線N接地改為不接地，避免了零序接地電流的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)了電力變壓器節(jié)能的目的。本實(shí)用新型輸出電不傷人的原理是:為解決變壓器中性線N改為不接地以后，三相四線中相線觸地漏電導(dǎo)致另兩相對(duì)地產(chǎn)生380伏電壓，中性線N觸地漏電相線對(duì)地產(chǎn)生220伏電壓，以及一人觸地漏電接觸a相，另一個(gè)人觸地漏電接觸b相或c相構(gòu)成380伏傷人電壓。為此，本發(fā)明特設(shè)置由:低壓交流220伏常閉負(fù)荷輸出繼電斷路開關(guān)6，電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4與中性線N及相線a、b、c并聯(lián)再與電阻R5串聯(lián)組成直流開關(guān)電路12伏負(fù)極供電7，直流12伏常開繼電器8，交流12伏電源變壓器9，橋式整流器10，電阻R6、電阻R”電阻R8、電阻BG1、電阻BG2組成直流開關(guān)電路11，接地線12，12伏直流電源濾波電容器13，V T2、T3、T4閥式避雷器14，N1是中性輸出線a1、V C1是380伏相輸出線15，組成一個(gè)開關(guān)控制電路。其工作原理是:變壓器在正常運(yùn)行時(shí)，交流12伏電源變壓器9的初極，一端連接變壓器C相，另一端線連接變壓器中性線N獲得220伏電壓，次極輸出12伏交流電壓提供給橋式整流器10，橋式整流后的直流電源經(jīng)12伏直流電源濾波電容13濾波后，12伏正極供電阻R6、電阻R7、電阻R8、三極管BG1、三極管BG2組成直流開關(guān)電路11、電路中電阻R6、電阻R8為三極管BG2偏值電阻、電阻R7為三極管BG2發(fā)射極電阻、三極管BG2與三極管BG1復(fù)合G1的發(fā)射極與直流12伏常開繼電器8線圈一端相連，12伏電源的負(fù)極又與直流12伏常開繼電器8。線圈另一端相連，12伏負(fù)極的另一路通過電阻R5至電阻R4、電阻R3、電阻R2、電阻札與變壓器輸出三相四線并聯(lián)，這時(shí)該電路處于待命開路狀態(tài)。特別是將三極管862偏值電阻R8故意接入大地，其目的是:三相四線接地漏電或人體觸地接觸該變壓器三相電壓四線(即N1中性輸出線BpbpC1 380伏相輸出線15)之一時(shí)，12伏直流電源的負(fù)極通過電阻R5至電阻R4或電阻R3、電阻R2、電阻R1至觸及電線的人體電阻至大地再經(jīng)大地電阻至電阻R8向三極管BG2基極供電使三極管BG2導(dǎo)通工作，因三極管BG2、三極管BG1復(fù)合、三極管BG1同時(shí)導(dǎo)通工作。三極管BG1發(fā)射極輸出12伏直流電壓供直流12伏常開繼電器8的繼電線圈吸合工作，因直流12伏常開繼電器8的靜觸頭一端與該變壓器中性線N相連通，另一端與相線C連通，故直流12伏常開繼電器8工作同時(shí)接通了低壓交流220伏常閉負(fù)荷輸出繼電斷路開關(guān)6的繼電線圈220伏電壓，使低壓交流220伏常閉負(fù)荷輸出繼電斷路開關(guān)6動(dòng)作、斷開變壓器輸出三相四線(即&、&1、Vc1X解決了三相四線、相線觸地漏電導(dǎo)致另兩相對(duì)地產(chǎn)生380伏，中性線觸地漏電相線對(duì)地產(chǎn)生220伏，以及一人觸地漏電接觸a相，另一個(gè)人觸地漏電接觸b相或c相構(gòu)成380伏傷人的問題。因改中性線不接地，故三相四線對(duì)地沒有傷人電壓，達(dá)到 當(dāng)三相四線任一線觸地漏電或人體觸地接觸四線電壓之一時(shí)輸出線路自動(dòng)斷開，使人沒有觸電的感覺，當(dāng)線路恢復(fù)不再觸地漏電或人體不再觸地接觸四線之一時(shí)，輸出線路又自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)了電力變壓器輸出電不傷人的目的。由此本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了電力變壓器防雷、節(jié)能、輸出電不傷人的目的。
權(quán)利要求1.一種輸出電不傷人、防雷、節(jié)能的電力變壓器，包括10千伏變壓器高壓線圈、A、B、C是10千伏接頭線(1)，變壓器鐵心(2)，繞在低壓線圈外層的G1、G2、G3屏蔽隔離層(3)，接地線(4)，變壓器低壓線圈、N是中性線a、b、c是380伏相線(5)，低壓交流220伏常閉負(fù)荷輸出繼電斷路開關(guān)(6)，電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4與中性線N及相線a、b、c并聯(lián)再與電阻R5串聯(lián)組成直流開關(guān)電路12伏負(fù)極供電(7)，直流12伏常開繼電器(8)，交流12伏電源變壓器(9)，橋式整流器(10)，電阻R6、電阻R7、電阻R8、三極管BG1、三極管BG2組成直流開關(guān)電路(11)，接地線(12)，12伏直流電源濾波電容器(lSXTpTd、!^閥式避雷器(14)，N1是中性輸出線BpbpC1是380伏相輸出線(15)，其特征在于:10千伏變壓器高壓線圈、A、B、C是10千伏接頭線(1)，變壓器鐵心(2)，繞在低壓線圈外層的G1、G2、G3屏蔽隔離層(3)，接地線(4)，變壓器低壓線圈、N是中性線a、b、c是380伏相線(5)，相互構(gòu)成一臺(tái)隔離電力變壓器；低壓交流220伏常閉負(fù)荷輸出繼電斷路開關(guān)(6)，電阻Rp電阻R2、電阻R3、電阻R4與中性線N及相線a、b、c并聯(lián)再與電阻R5串聯(lián)組成直流開關(guān)電路12伏負(fù)極供電(7)，直流12伏常開繼電器(8)，交流12伏電源變壓器(9)，橋式整流器(10)，電阻R6、電阻R7、電阻R8、三極管BG1、三極管BG2組成直流開關(guān)電路(11 )，接地線(12 )，12伏直流電源濾波電容器(13 )，!\、T2, T3、T4閥式避雷器(14)，N1是中性輸出線a1、bp C1是380伏相輸出線(15)，組成一個(gè)開關(guān)控制電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸出電不傷人、防雷、節(jié)能的電力變壓器，其特征在于，所述的繞在低壓線圈外層的Gp G2、G3屏蔽隔離層(3)用導(dǎo)線連接接入大地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輸出電不傷人、防雷、節(jié)能的電力變壓器，其特征在于，所述的電阻Rp電阻R2、電阻R3、電阻R4與中性線N及相線a、b、c并聯(lián)再與電阻R5串聯(lián)組成直流開關(guān)電路12伏負(fù)極供電(7)當(dāng)中的中性線N改為不接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輸出電不傷人、防雷、節(jié)能的電力變壓器，其特征在于，所述的電阻R6、電阻R7、電阻R8、三極管BG1、三極管BG2組成直流開關(guān)電路(11)中三極管BG2偏值電阻R8故意接入大地。`
專利摘要本實(shí)用新型是一種輸出電不傷人、防雷、節(jié)能的電力變壓器，為解決電力變壓器不防雷擊，特設(shè)計(jì)了一臺(tái)隔離電力變壓器，使電力變壓器不受雷擊損壞，為了解決變壓器中性線接地浪費(fèi)零序接地電流，特將中性線接地設(shè)計(jì)為中性線非接地，避免了零序接地電流的浪費(fèi)，為了解決人體觸電造成傷害，特設(shè)計(jì)了一個(gè)控制電路，可使三相四線任一線觸地漏電時(shí)自動(dòng)斷開，不觸地漏電時(shí)又自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行，在人體觸地接觸四線電壓之一時(shí)電網(wǎng)自動(dòng)斷開，使人沒有觸電的感覺，人體觸地?cái)嚅_四線之一時(shí)電網(wǎng)又自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)了電力變壓器防雷、節(jié)能、輸出電不傷人的目的。
文檔編號(hào)H02H9/04GK203151087SQ20132009475
公開日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月3日
發(fā)明者王國強(qiáng), 王菲 申請(qǐng)人:王國強(qiáng)