通过次级线圈短路时断路器跳闸而自保护的配电变压器制造技术

一种三相配电变压器（１０），包括：一密封的箱（１２），在该箱（１２）内装有高电介性的油；一个初级线圈电路（１６）；以及一个次级线圈电路（１８）。断路器在初级线圈套管（２０）和初级线圈绕组（２４）之间串联连接，从而当发生电故障时切断初级线圈绕组（２４）的供电。跳闸装置（４０）实现断路器的跳闸。该装置包括机电过载电流继电器（４２），该机电过载电流继电器（４２）对在变压器的次级线圈电路中流动的电流敏感，该装置还可以包括对电介质流体的压力敏感的换能器（４４）和／或对电介质流体的温度敏感的换能器（４６）。传动系统（５０）执行将由不同机电继电器（４２）和换能器（４４、４６）发出的跳闸指令传递给断路器（２８）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及MV/MV初级线圈或MV/LV次级线圈配电变压器，该配电变压器的绕组浸入装于箱内的电介质液体或气体中，该配电变压器装备有一体的保护装置，该保护装置设计成能限制变压器内部失效和变压器的次级线圈接线端故障的影响。尤其是，本专利技术涉及一种变压器，该变压器的保护装置位于箱内，与变压器一起形成了被称为自保护变压器的变压器。
技术介绍
文献EP0981140中公开了一种前述类型的浸没式自保护变压器。保护装置与初级线圈电路连接，并包括一个由跳闸装置控制的断路器和与从该断路器上行的电线连接的熔断器。该熔断器、断路器和跳闸装置连接成这样，即当变压器的次级线圈电路的接线端短路时，断路器的触点装置分离，并在熔断器没有开始熔化时中断电流，且存在一个流过各熔断器的电流强度的阈值，该阈值小于相应断路器电极单元的断路容量，但是当超过该值时，在由跳闸装置发出的使触点装置分离的指令能够使触点分离之前，熔断器将完全熔断。根据一个实施例，该跳闸装置包括一个过载电流跳闸装置，该过载电流跳闸装置包括一个用于测量在变压器次级线圈的相中流动的电流强度的装置。不过，该文献并没有特别说明由测量装置获得的信息怎样传递给跳闸装置。不过，测量装置靠近次级线圈相导体，而断路器位于变压器的初级线圈侧，离次级线圈相导体一定距离。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种自保护变压器，该变压器的跳闸装置简单，且在装置的整个使用寿命期间都可靠，即超过20年。因此，本专利技术的目的是提供一种配电变压器，该变压器包括一箱，该箱装有液体或气体电介质；一个三相初级线圈电路，该三相初级线圈电路包括浸没在电介质中的初级线圈绕组；初级线圈电套管，用于使初级线圈电路与该箱外的初级线圈电力系统相连；一个三相次级线圈电路，该三相次级线圈电路包括浸没在电介质中的初级线圈绕组；次级线圈电套管，用于使次级线圈电路与该箱外的次级线圈电力系统相连；一保护装置，包括一断路器，该断路器位于箱内，在初级线圈套管和初级线圈绕组之间的初级线圈电路中，该断路器包括一跳闸锁闩，该跳闸锁闩可在锁住位置和跳闸位置之间运动，断路器的跳闸装置，该跳闸装置包括一过载电流跳闸装置，其特征在于过载电流跳闸装置包括布置于箱中的一个机电继电器，用于变压器次级线圈电路的各相，该机电继电器包括一刀形开关，该刀形开关可在静止位置和跳闸指令位置之间运动，一固定磁路，用于向刀形开关施加电磁力，随着在变压器次级线圈电路的相中流动的电流的强度增加，该电磁力增大，一柔性复位装置，该柔性复位装置用于使刀形开关返回静止位置，并向处于静止位置的刀形开关施加一个阈值返回力；一传动系统，该传动系统布置于机电继电器和断路器的跳闸锁闩之间，并包括一个输出装置，当次级线圈任意一相的机电继电器的刀形开关从静止位置向跳闸指令位置运动时，该输出装置驱动断路器的跳闸锁闩从其锁住位置运动到其跳闸位置。跳闸装置布置在箱内，这样，该变压器与它的保护装置一起形成由该箱界定边界的功能和材料单元，该功能和材料单元非常准确地符合自保护变压器的概念。各相的机电继电器设计为布置成尽可能地靠近次级线圈相导体，而断路器连接于初级线圈电路中。传动系统能够将跳闸指令从一处向另一处机械传递。该传动系统还可以在由各相的继电器发出的跳闸指令之间执行逻辑“或”的功能。从而可以避免采用电子传输装置，电子传输装置的特性为在所涉及的装置的整个使用寿命期间有较小的可靠性。应当知道，按照定义，机械传动系统仅将由继电器发出的动能传递给断路器跳闸锁闩。它并不是任何中间的能量储存机构，例如有由中间锁闩释放的弹簧的机构。换句话说，使断路器锁闩从其锁住位置运动到其跳闸位置所需的能量由机电继电器供给，并不由另外的能量储存系统供给。当在次级线圈短路的情况下可提供的电磁能足够高时可以实现该类型的直接驱动，这样，可以通过简单的机电转换器以较低成本回收该能量的一部分，以便驱动传动系统。至于各继电器刀形开关的复位弹簧，它可以执行装置的电流选择，当低于刀形开关在静止位置时由弹簧确定的阈值时，过载仅由位于变压器下行电线上的保护装置进行处理。优选是，过载电流跳闸装置还包括对于各刀形开关都有一个延时装置，该延时装置引起在刀形开关开始运动和跳闸锁闩到达跳闸位置之间的时间延迟。该延时装置响应机电继电器引起时间延迟，这样能够在变压器断路器和位于该变压器下行电线上的保护装置之间获得时间选择性。换句话说，延时装置延迟断路器断开指令，断路器和/或熔断器位于变压器的下行电线，在次级电力系统上的箱的外面，延迟切断相应故障的电线。这能够使位于变压器箱内的断路器的跳闸仅限于故障发生在次级线圈套管和位于从变压器箱下行电线上的保护装置之间的紧急情况。通过使次级线圈各相配有延时装置，能够保证对于无论在相线和零线之间、在两相之间或者在次级线圈的三相之间的任意类型的故障，都有足够的时间延迟。根据一个优选实施例，各刀形开关的延时装置包括一个通过摩擦耗散能量和向刀形开关施加阻力的元件，刀形开关的动能越大，该阻力越大。优选是，电介质是粘性液体，延时装置包括至少一个浸没在所述粘性电介质中的制动器。这样，可以以非常经济的方式获得所希望的功能。根据一个实施例，各刀形开关的延时装置包括一个空载行程连杆，这样，该刀形开关不能驱动输出装置，直到刀形开关通过在静止位置和跳闸指令位置之间的空载形成。根据一个实施例，传动系统包括一个传输杆；以及对于次级线圈各相都有的一个单向连接装置，该单向连接装置在刀形开关和传输杆之间，能够将由固定磁路施加在刀形开关上的电磁驱动力传递给传输杆。传输杆装备有一个复位弹簧，以便使该杆返回静止位置。这种单向连接使得上述“或”功能能够以简单方式实现。优选是，次级线圈各相的固定磁路都包括一个由铁磁材料制成并有气隙的部件，该刀形开关也由铁磁材料制成并布置在该气隙内，从而与该有电材料制成的部件一起形成可变磁阻的磁路，当刀形开关从静止位置向跳闸指令位置运动时，磁路的磁阻减小。一旦超过由该柔性复位装置确定的阈值，刀形开关开始向其跳闸指令位置运动。一旦开始该运动，磁路的磁阻减小，因此，当次级线圈的相关相中的电流强度恒定时，传递给刀形开关的瞬时功率和电磁力增加。当短路状态没有消除时，运动必然继续，直到刀形开关到达跳闸指令位置。另一方面，当短路状态在相关刀形开关到达跳闸指令位置之前消失时，刀形开关上的电磁驱动力立即消失，而刀形开关受到柔性复位装置的返回力的作用，延时装置阻碍刀形开关继续运动。当刀形开关和传动系统的惯性与其它相关物理量相比可以忽略时，刀形开关几乎立即停止，然后返回静止位置。优选是，断路器跳闸装置另外还包括换能器，该换能器对箱内的电介质流体的温度和/或压力敏感，并且当流体的温度超过给定的温度阈值和/或流体的压力超过给定的压力阈值时从无效位置转变成激活位置，且传动系统布置成这样，即当换能器从无效位置转变成激活位置时，传动系统驱动锁闩到达它的跳闸位置。实际上，断路器也要防止变压器内部发生故障。流体的温度和压力是变压器正确工作的良好指示器，对于所有跳闸装置都采用相同传动系统时尤其有利。所获得的组件尤其便宜。优选是，保护装置另外还包括对于初级线圈各相都有熔断器，该熔断器有足够的断路容量，以便当初级线圈电路短路时使相应相断开，所述熔断器布置在箱内，并在初级线圈套本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配电变压器，包括： 一个箱（１２），该箱装有液体和气体电介质（１４）； 一个三相初级线圈电路（１６），该三相初级线圈电路（１６）包括浸没在电介质（１４）中的初级线圈绕组（２４）； 初级线圈电套管（２０），用于使初级线圈电路与该箱外的初级线圈电力系统相连； 一个三相次级线圈电路（１８），该三相次级线圈电路（１８）包括浸没在电介质（１４）中的初级线圈绕组（３０）； 次级线圈电套管（３２），用于使次级线圈电路（１８）与该箱（１２）外的次级线圈电力系统相连； 一保护装置，包括： 一断路器（２８），该断路器（２８）位于箱内，在初级线圈套管（２０）和初级线圈绕组（２４）之间的初级线圈电路（１６）中，该断路器（２８）包括一跳闸锁闩（６２），该跳闸锁闩（６２）能在锁住位置和跳闸位置之间运动， 断路器的跳闸装置（４０），该跳闸装置包括一过载电流跳闸装置， 其特征在于，该过载电流跳闸装置包括：布置于箱（１２）中的， 对于变压器次级线圈电路（１８）的每一相（３４）都有的一个机电继电器（４２），该机电继电器（４２）包括： 一刀形开关（７２），该刀形开关（７２）能在静止位置和跳闸指令位置之间运动， 一固定磁路（７０），用于向刀形开关（７２）施加电磁力，随着在变压器的次级线圈电路的相中流动的电流的强度增加，该电磁力增大； 一柔性复位装置（７８），用于使刀形开关（７２）返回静止位置，并向处于静止位置的刀形开关（７２）施加一个阈值返回力； 一传动系统（５０），该传动系统（５０）布置于机电继电器（４２）和断路器的跳闸锁闩（６２）之间，并包括一个输出装置（１０２），当次级线圈任意一相（３４）的机电继电器（４２）的刀形开关（７２）从静止位置向跳闸指令位置运动时，该输出装置（１０２）驱动断路器的跳闸锁闩从其锁住位置运动到其跳闸位置。...

【技术特征摘要】
FR 2001-6-15 01078211.一种配电变压器，包括一个箱(12)，该箱装有液体和气体电介质(14)；一个三相初级线圈电路(16)，该三相初级线圈电路(16)包括浸没在电介质(14)中的初级线圈绕组(24)；初级线圈电套管(20)，用于使初级线圈电路与该箱外的初级线圈电力系统相连；一个三相次级线圈电路(18)，该三相次级线圈电路(18)包括浸没在电介质(14)中的初级线圈绕组(30)；次级线圈电套管(32)，用于使次级线圈电路(18)与该箱(12)外的次级线圈电力系统相连；一保护装置，包括一断路器(28)，该断路器(28)位于箱内，在初级线圈套管(20)和初级线圈绕组(24)之间的初级线圈电路(16)中，该断路器(28)包括一跳闸锁闩(62)，该跳闸锁闩(62)能在锁住位置和跳闸位置之间运动，断路器的跳闸装置(40)，该跳闸装置包括一过载电流跳闸装置，其特征在于，该过载电流跳闸装置包括布置于箱(12)中的，对于变压器次级线圈电路(18)的每一相(34)都有的一个机电继电器(42)，该机电继电器(42)包括一刀形开关(72)，该刀形开关(72)能在静止位置和跳闸指令位置之间运动，一固定磁路(70)，用于向刀形开关(72)施加电磁力，随着在变压器的次级线圈电路的相中流动的电流的强度增加，该电磁力增大；一柔性复位装置(78)，用于使刀形开关(72)返回静止位置，并向处于静止位置的刀形开关(72)施加一个阈值返回力；一传动系统(50)，该传动系统(50)布置于机电继电器(42)和断路器的跳闸锁闩(62)之间，并包括一个输出装置(102)，当次级线圈任意一相(34)的机电继电器(42)的刀形开关(72)从静止位置向跳闸指令位置运动时，该输出装置(102)驱动断路器的跳闸锁闩从其锁住位置运动到其跳闸位置。2.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于过载电流跳闸装置还包括对于各刀形开关都有一个延时装置(94)，该延时装置(94)引起在刀形开关开始运动和跳闸锁闩到达跳闸位置之间的时间延迟。3.根据权利要求2所述的变压器...

【专利技术属性】
技术研发人员：雅克费布罗，克里斯托夫普雷夫，菲利普马雷查尔，
申请(专利权)人：施耐德电器工业公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]