[發明專利]一種三相交流電不平衡度及缺相檢測保護變壓器

在審

• 申請號: 201410125335.6
• 申請日: 2014-03-24
• 公開（公告）號: CN103872642A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 趙洪
• 申請（專利權）人: 麗水職業技術學院
• 主分類號: H02H3/253
• 分類號: H02H3/253;G01R29/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種三相交流電的檢測與保護裝配，特別是對三相交流電不平衡程度進行檢測與保護的電路。?

背景技術

電力是當今世界的主要能源，在電力應用中又以三相正弦交流電為主要形式。通常為了達到三相交流電系統的最佳應用狀態，要求三相電源以平衡形式供電，即在任何時刻三相交流電的頻率、電壓大小都要求相等，三相電源相位互成120度，但實際供電中往往很難做到。在交流電參數中頻率、相位是受發電機控制應用中不可能發生改變，只有電壓受用電線路用電量大小的影響產生不等的電壓降而引發電壓不平衡情況。?

當電壓不平衡情況發生時，電路平衡狀態被打破電力系統中的用電器和供電裝置運行性能由此而惡化；如電動機的輸出扭矩減小、噪聲增大，嚴重時會引發電力拖動系統崩潰等事故，故三相電路的平衡是供電系統的一個重要質量指標。如何檢測這一重要指標呢當前通常采用的方法是在三相電路中接入三個電壓表，讀出三個電壓表的讀數來判斷，當前尚沒有見到專用儀器來測量三相交流電的不平衡度。?

三相交流電最大不平衡發生在缺相狀態，即當三相電中的某一相斷電剩下兩相供電；更嚴重的是兩相斷電，電路變成單相供電。如電動機工作在不平衡或缺相狀態時，電機內部的圓形旋轉磁場就會變成橢圓形旋轉磁場或脈振磁場，電動機的輸出扭矩大大減小，生產機械有停機等危險。故實際工作中要極力避免缺相現象的發生。當出現缺相時電動機通常是選擇停止工作，從而避免事故?的發生。?

市上常見的缺相保護器按原理分有二類：一類是運用電子技術為主要手段實現，典型的產品如專利號為ZL201020558559.3《全電子缺相保護控制器》、專利號ZL201220375418.7《缺相保護三相固態繼電器》就是采用電阻分壓或光電耦合器采集三相電信號，再將電信號送到運算放大器放大處理后控制電動機的主電路實現保護；另一類是運用繼電器一接觸器技術為主要手段的電氣類缺相保護，典型產品如專利號ZL98215777.0《一套三相交流電動機缺相保護起動器》、專利號ZL201020650759.1《電機最末端缺相保護控制電路》采用的是在電路中串聯繼電器接觸器，利用繼電器或接觸器線圈通電與斷電引發觸點的通斷實現對電路的缺相保護。?

上述電路與產品共同的缺點是電路只能對缺相這一種特殊情況作出保護動作，對于三相電源嚴重不平衡無法判斷與保護，實際使用中仍無法保護電動機因三相電源不平衡導致電機輸出轉矩不足引發的故障，在起重機械等特種設備使用中仍感到安全性不夠；同時還存在電路結構復雜、遇到電氣線路過電壓脈沖干擾元件容易擊穿燒毀、制造成本高等缺點。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：克服以往缺相保護只能對缺相情況提供有效保護的缺點，能夠依據三相電壓不平衡程度和生產機械特性需求提供三相不平衡保護和缺相保護動作，提高保護的可靠性；同時要求電路過載能力、抗干擾能力強，而且電路結構簡單、成本低。?

本發明所要解決其技術問題采用的技術方案是：本發明變壓器由三相原邊繞組、三相副繞組、鐵芯等組成一個三相電源變壓器，其特征在于三相電源變壓器原邊的U、V、W三個繞組接成星形或三角形三相電路與電源三相連接，?副邊的繞組中的U相繞組的尾與V相繞組的頭連接、V相繞組的尾與W相繞組的頭連接、U相繞組的頭與W相繞組的尾作為繞組的兩個輸出端向外輸出檢測與保護信號。圖1為本發明的電路原理圖。?

如圖示2是本變壓器的一個應用特列，三相變壓器原邊線圈接成星形連接后接入三相電源，副邊接本發明連接，電路中用一個電位器與繼電器線圈串聯，電位器與繼電器串聯后再與交流電壓表并聯，并聯后電路的兩個連接端與變壓器的兩個輸出端連接。當三相電發生不平衡達到一定程度時，變壓器輸出電壓達到繼電器動作電壓，繼電器吸合動作，繼電器的觸頭帶動主電路控制接觸器切斷電源實現對電路的保護；調節電位器可以調節繼電器的動作電壓，實現不平衡度動作值的選擇。電壓表指標的電壓值就是三相電瞬時的不平衡度，觀察直觀準確，大大方便了對不平衡度的監視與檢測。?

本發明的優點與可取得的有益之處是電路采用過載能力極強的變壓器為基本檢測與保護元件，電氣抗干擾能力強；可以根據需要調節保護動作時繼電器的吸合動作電壓，實現對三相電源不平衡度的定量保護，從而大大提高了電氣保護的可靠性；同時本電路還能有效的指標出當前的三相電源瞬時的不平衡度，便于使用者監視設備的工作狀況，系統所需要基本元件來源廣泛、制造成本低廉。?

附圖說明

附圖1為本發明變壓器的電路原理圖，原邊連接成星形或三角形接法，副邊按本發明技術方案連接而成保護變壓器。?