CN100391074C - 用于保护以液体介质绝缘的三相配电变压器的保护*** - Google Patents

用于保护以液体介质绝缘的三相配电变压器的保护*** Download PDF

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Abstract

用于保护浸在槽(b)中盛装的液体介质中的三相变压器的保护***，包括设在变压器的高压侧上的三相中的两相上的限流熔断器(19，20)，和与其并联的保护微熔断器(21，22)。该微熔断器比限流熔断器快，且每个微熔断器与一撞针(23，24)相连。该***还包括用于检查与槽内压力和介质的水平面中至少一点相关的故障的故障检测器，和设在高压侧上限流熔断器与高压绕组之间的三相短路器(29，30，31)，用故障检测器和与各个微熔断器相关的撞针触发短路器。在变压器的高压侧上和短路器的上游，第三相设有隔离开关(39)，其在无故障时常闭，有故障时由短路器触发它断开，但有一定延迟，以便仅在短路器使熔断器熔断后第三相隔离。

Description

用于保护以液体介质绝缘的三相配电变压器的保护***
技术领域
本发明涉及用于保护液体介质中绝缘的三相配电变压器的保护***。
背景技术
在具有液体介质的配电变压器中，当发生故障时有介质过热的危险，由此出现压力过高，甚至可高到使变压器***。之后，出现介质向四处喷射而对环境造成严重后果的危险。
法国专利申请No.96 04 248公开了能防止变压器***的保护***。该保护***中，三相配电变压器浸在装在槽内的液体介质中，三相中的两相在变压器的高压侧设有各自的限流熔断器，并设有与相关的限流熔断器串联的各自的保护微熔断器。每个所述的微熔断器比所述的限流熔断器更快，并与撞针相连。该***还包括至少一个故障检测器，用于检测与槽内压力和介质的水平面中的至少一点相关的故障；和位于高压侧在所述限流熔断器与高压绕组之间的三相短路器，所述短路器由所述故障检测器触发，当微熔断器工作时，与每个微熔断器相关的撞针也触发短路器。
尽管该***是可靠的，但是可以想像出一连串事件可能使变压器的初级绕组上的一个点保持接地。
发明内容
因此，本发明的目的是，以较低的成本改进该保护***，使变压器与上游网络完全隔离。
根据本发明，在变压器的高压侧并从短路器的上游，第三相设置一隔离开关，其在无任何故障时常闭，有故障时由短路器触发它打开，但有一定的延迟，所以，只有在熔断器被短路器熔断后第三相才隔离。
隔离开关打开后，变压器高压绕组的所有导体和连接均与网络隔离。
通过短路器动作而机械触发或电触发隔离开关断开。在本发明的保护***的一具体实施例中，隔离开关包括相互隔开并分别连接到第三相和短路器的两个端子。隔离开关的该两个端子通过导电且可以滑动安装的棒而相互连接，该棒在短路器断开后弹簧松开的作用下能平移或转动。隔离开关还包括防止所述棒移动可移动的销钉，该销钉机械连接到短路器的可移动部分，以便当短路器操作时销钉松开。该开关也可以用撞针型机械***触发，它本身由短路器建立的电接触起动。此外，隔离开关的第一端子直接连接到高压电源供电相。该隔离开关配置成在棒的平移部分或转动冲程期间，所述的第一端子与棒保持电接触，以保证其它两相上的限流熔断器完全熔断。
在本发明的保护***的又一特定实施例中，棒设在有孔的外壳内。该外壳内通常填充有介质，外壳上的开口是为了避免变压器正常工作期间当介质膨胀时产生的过高内部压力。此外，该开口可以除去棒滑动时可能产生的气体，或能在真空下用装在槽内的介质来填充外壳。
在另一实施例中，隔离开关以旋转装置为基础，该旋转装置包括固定触点和旋转移动触点。在本实施例中，旋转移动触点在转动的一部分中与固定触点保持电连接，以便相对于移动触点的转动开始而延迟发生电断开。
下面参照附图描述本发明的保护***的实施例。
附图说明
以下将参见附图描述本发明的保护***。
图1是本发明的保护***的示意图；
图2是设在本发明的保护***中的隔离开关的第一实施例的示意图，该隔离开关所示为处在闭合位置；
图3是图2所示隔离开关全开位置的示意图；
图4是设在本发明保护***中的隔离开关的第二实施例的示意图；和
图5是设在本发明保护***中的隔离开关的第二实施例的外形图。
具体实施方式
图1所示变压器例如是20/0.410千伏(KV)的变压器。参考数字1代表三角形高压绕组，2代表星形低压绕组。高压绕组1通过三相3，4和5供电，它按密封方式经由绝缘连线7，8和9***用方框6示出的变压器的槽中。
低压绕组2按密封方式经由绝缘连线13，14和15穿过槽6馈电给各相线10，11和12，同样，中性点16按密封方式经由绝缘连线18穿过槽6连接到中性导线17。
在高压侧，三相中的两相(本例中是3和4所代表的两相)经由各自的限流熔断器19和20连接到高压绕组1。
这些熔断器通常在称作“熔断电流”Ic，例如60安培以上的电流下工作。低于该电流有一个临界电流范围，例如，在36至60安培，熔断器过热损坏但不正确地熔断。为了防止熔断器在临界电流范围内出现这种不正常的工作，每个限流熔断器19，20与比该熔断器更快的用短银片构成的各个微熔断器21，22串联，它们的作用是在限流熔断器的临界电流范围内，在低电流下准确地熔断。每介微熔断器与各个撞针23和24相关联。
这种撞针本身是公知的。它由利用弹簧推动的指针构成，该弹簧通过一钢丝保持负载状态。25和26所示的钢丝与微熔断器21和22并联。撞针钢丝的电阻值大大高于微熔断器银片的电阻值，所以，在正常工作条件下，电流通过银片，以避免钢丝被老化。在对应临界范围的标定范围内，当电流波动时银片熔化，因此，电流转流向钢丝也使其熔化，从而使撞针的指针27，28松开。
撞针的指针松开后触发三相短路器29，30，31使其闭合。用图中虚线所示的任何机械触发***实施该操作C。该***包括压力检测器32，在液体介质的压力超过传感器的设定值时，它也触发短路器29，30，31。水平检测器33也包括在该保护***中。
液体介质的水平面低于安全阈值时，例如只用浮体构成的检测器33使触点34闭合，由此闭合包括撞针35的电路，撞针35的钢丝36并联在中性点16与相12之间。如需要，电路中***限流电阻器37。触点34闭合使电流流过该电路，由此引起撞针35的钢丝36被熔断，由此它的指针松开，使短路器29，30，31闭合。
因此，当出现故障，如出现电流脉动，压力脉动，或液体介质从槽中漏出时，使介质液体的水平下降一定量，引起三个高压相3，4和5与位于熔断器19，20和高压绕组1之间的点之间发生完全短路，于是立即引起熔断器19和20熔断。之后，第一相3和第二相4与高压绕组1隔离。
与法国专利申请No.96 04 248公开的已知结构不同，第三相5设在变压器的高压侧上及短路器29，30，31的上游，并且具有隔离开关39，无故障时该隔离开关39常闭，当槽6中出现故障时通过短路器的动作机械地或电气地触发该隔离开关打开。所以，出现故障时变压器的全部高压绕组1断开。
隔离开关39设计成相对于短路器触发时刻延迟一定时间打开，所以，仅在限流熔断器熔断后第三相隔离。
隔离开关39具有两个端子40，41，它们相互隔开，而且分别与第三相和短路器连接。该两个端子通过图2所示的导电的可滑动安装的棒42连接在一起，棒42平移使两个端子40，41相互连接或分开。如图2所示，可滑动安装的棒42轴向位于由电绝缘材料制成的外壳43内，本例中，外壳是圆柱形。用两个端子40，41穿过的两个盖分别关闭该外壳的两端。端子40电连接到环形的可滑动的电触点45，棒42的一端穿过触点45，并用电绝缘垫片46以固定方式将该触点固定在外壳内。触点45位于盖44附近。端子41经柔性导体47连接到棒42的另一末端，该末端靠近盖54。外壳43的里边形成空腔，棒42穿过该空腔，一弹簧48位于空腔内，该弹簧的一端与空腔的端壁相贴合，另一端与固定在棒42周围的垫圈49相贴合。棒42在其中移动的冲程的初始部分最好设置液压制动器。棒42靠近盖44的一端设置横向凹槽50，可移动的销钉51穿进凹槽50中。该销钉51经外壳中的开口52从外壳43向外径向延伸。
当隔离开关处于其闭合位置时，弹簧48位于垫圈49与空腔的端壁之间，棒42穿入触点45，销钉51穿入棒42，以防止它在外壳43内轴向移动。棒42经触点45和导体47相互电连接两个端子40和41。如图3中箭头所示，在外壳43的外边施加的牵引力使销钉51从棒42脱出时，弹簧48松弛并驱动棒42向盖54平移，因此，使触点45与棒42分开，两个端子40和41在棒42的冲程终端通过足够的断开距离y电隔离。如图2所示，隔离开关39处于闭合位置时，棒42靠近盖44的一端穿入触点45足够的距离x，以便当销钉51从棒42脱出时，正如从触发短路器的时刻测试到的，棒42在弹簧松弛作用下移动，并在液压制动器作用下移动减缓，同时与触点45保持电接触的时间明显长于限流熔断器19，20熔断所需的时间。
例如，销钉51可机械连接到短路器的移动部分，该部分在短路器动作时移动。
外壳43通常填充槽中所包含的介质，该外壳通常设有能填充介质或在压力过大时用于排除气体的诸如开孔52或53的开口。当隔离开关设在填充有介质的槽中时，开孔52，53最好设在外壳43的顶部，以防止槽6泄漏时介质从外壳43漏出。
在一种变形中，隔离开关39可以安装在外壳43’中的旋转装置为基础实现，如图4所示。该旋转装置包括连接到高压电源的第三相5的固定触点61，和连接到高压绕组1的旋转移动触点62。
图4所示的实施例中，固定触点是位于形成移动触点的两个大致平行的板之间的一个管子。该两个板被设置成围绕远离管子并与管子垂直的轴旋转。当隔离开关断开时，弹簧48’驱动板旋转，同时它们在旋转冲程的一部分中与该管子保持电接触，以使隔离开关的断开延迟持续一段时间。如图5所示，通过大致设在板中间的压紧弹簧63使两个板与该导体管子相贴合。用该结构，通过改变由弹簧63施加到板62上的力来调节断开延迟。
隔离开关39处于闭合位置时，用锁定件保持板62的自由端。在本实施例中，锁定件是防止板62的自由端旋转的铰链臂65，该铰链臂65在固定弹簧66的作用下锁定到板上，用解锁件解锁该铰链臂。本实施例中，解锁件是作用于该铰链臂上对抗弹簧66的作用的撞针。当该撞针操作时，铰链臂被移动，由此使板62松开并断开隔离开关。
可用短路器29，30，31机械地操作撞针或者电气地操作撞针。图4所示的例子中，是用短路器电气地操作撞针。如上所述，这种撞针包括安装成在一实体67内滑动的指针68。该指针68紧靠触发弹簧69，同时由钢丝60保持。经短路器给指针加电流时，钢丝60熔断，由此使指针68脱开。之后指针68在弹簧69的作用下移动，从而推铰链臂。

Claims (9)

1.一种用于保护浸在液体介质中的三相配电变压器的保护***，该液体介质装在槽(6)中，其中，三相中的两相(3，4)在变压器的高压侧上分别设有限流熔断器(19，20)，该***包括：至少一个故障检测器(32，33)，用于检查与槽中的压力和介质的水平面中的至少一点相关的故障；三相短路器(29，30，31)，它们位于高压侧上所述限流熔断器与高压绕组(1)之间，用所述的故障检测器触发所述的短路器，以便通过建立各相之间的完全短路使限流熔断器熔断；所述保护***的特征在于：在变压器的高压侧上和短路器的上游，第三相设有隔离开关(39)，无故障时该开关常闭，有故障时由短路器触发该隔离开关断开，但有一定延迟，以便仅在短路器使熔断器熔断后第三相隔离。
2.按权利要求1的保护***，其中，有故障时通过短路器的运动机械地触发隔离开关(39)断开。
3.按权利要求2的保护***，其中，隔离开关(39)包括：第一端子(40)，它连接到高压电源的第三相(5)；第二端子(41)，它连接到高压绕组(1)和短路器；所述第一和第二端子经导电且可以滑动安装的棒(42)相互连接，当触发短路器断开时，该棒(42)在弹簧(48)松弛的作用下平移；和防止所述的棒移动的可移动的销钉(51)，该销钉机械连接到短路器的移动部分，以便当短路器操作时脱开，在棒的平移冲程的一部分(x)期间，第一端子(40)与棒保持电接触。
4.按权利要求3的保护***，其中，用电连接到第一端子的环形的固定滑动触点(45)使第一端子(40)与可滑动地安装的棒(42)之间保持电接触，其中可滑动地安装的棒(42)的一端穿过该环形触点(45)。
5.按权利要求3的保护***，其中，棒(42)位于具有开口(52，53)的外壳(43)内，该外壳填充有介质。
6.按权利要求1的保护***，其中，隔离开关(39)包括：连接到高压电源的第三相(5)的固定触点(61)，连接到高压绕组(1)的旋转移动触点(62)，作用于移动触点以使其转动的弹簧(48′)，防止移动触点(62)旋转的锁定件(65，66)，和解锁件(60，69，68，67)，该解锁件由短路器(29，30，31)起动以便作用于锁定件(65，66)而使移动触点松开，所述的移动触点(62)在其旋转冲程的一部分中与所述固定触点(61)电接触。
7.按权利要求6的保护***，其中，解锁件(60，69，68，67)是由短路器(29，30，31)电气起动的第二撞针(67)。
8.按权利要求6的保护***，其中，固定触点(61)是一管子，而旋转移动触点(62)由两个平行的板构成，所述的管子位于所述的两个板之间。
9.按权利要求1至8之一的保护***，还包括与限流熔断器串联的保护微熔断器(21，22)，所述的微熔断器比所述的限流熔断器快，而且与第一撞针(23，24)相连，所述微熔断器操作时该第一撞针也触发所述短路器。
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