特種變壓器的制作方法

本發明涉及變壓器制造技術領域，特別涉及適用在6KV或是10KV電網的6KV與10KV轉換特種變壓器。

背景技術：

我國國家電網中6KV和10KV同屬一個電壓等級，在各大油田、煤礦、鐵礦、金礦等礦區為區別地方電網，進一步講為防止地方接用礦區電力，各礦區均采用6KV電壓為生產電壓。隨著地方法治建設和國家電網建設的逐步完善，為減少電網重復投資，及用電設備的標準化，各礦區電壓會逐步去掉6KV電網，統一改為10KV電壓。

當各礦區電壓有6KV改為10KV電壓時，目前使用的6KV級變壓器均需改造或淘汰，全部更換為10KV變壓器，這將造成巨大的固定資產和投資浪費。為避免上述浪費，在雙電源電壓共存時期，需要變壓器能夠適用于6KV或10KV的應用環境中。

另外，還有一個技術難題：僅通過改變變壓器內繞組的接線組別調節出來的電壓不正好是10KV或6KV。以10KV變壓器為例：星型連接的線電壓的大小為相電壓的根號3倍。通過星角轉換出來的電壓為5773.6V，需要對此進行調節才能達到6KV。

技術實現要素：

針對現有技術存在的不足，本發明的目的是提供同時適用于10KV或是6KV電網環境可切換的特種變壓器。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種特種變壓器，包括A相線圈、B相線圈、C相線圈，還包括第一轉換開關、第二轉換開關；

第一轉換開關具有端子二、端子三、端子四、端子五；第二轉換開關具有端子A2、A3、A4、A5，端子B2、B3、B4、B5，端子C2、C3、C4、C5；

A相線圈包括主線圈A以及輔助線圈X，輔助線圈具有抽頭X4、抽頭X2、抽頭X3、抽頭X5、抽頭X；

B相線圈包括主線圈B以及輔助線圈Y，輔助線圈具有抽頭Y4、抽頭Y2、抽頭Y3、抽頭Y5、抽頭Y；

C相線圈包括主線圈C以及輔助線圈Z，輔助線圈具有抽頭Z4、抽頭Z2、抽頭Z3、抽頭Z5、抽頭Z；

主線圈A的一端連接第一轉換開關的端子二，主線圈A的另一端連接抽頭X4，抽頭X4連接第一轉換開關的端子四，抽頭X2連接第一轉換開關的端子二，抽頭X3連接第一轉換開關的端子三，抽頭X5連接第一轉換開關以及第二轉換開關的端子A5，抽頭X連接第二轉換開關的端子B3；

主線圈B的一端連接第二轉換開關的端子B2，主線圈B的另一端連接抽頭Y4，抽頭Y2懸空，抽頭Y3懸空，抽頭Y5連接第二轉換開關的端子B5，抽頭Y連接第二轉換開關的端子C3；

主線圈C的一端連接第二轉換開關的端子C2，主線圈C的另一端連接抽頭Z4，抽頭Z2懸空，抽頭Z3懸空，抽頭Z5連接第二轉換開關的端子C5，抽頭Z連接第二轉換開關端子A3。

通過上述設置，額定電壓為10KV的配電變壓器，高壓繞組一般為Y聯結，當改為D聯結時，線端電壓為5774V，對于6000V額定電壓尚有226V的電壓差，為使得低壓輸出端的電壓不變，此時需要在高壓繞組增加匝數予以補償，本方案，第一轉換開關用來調壓，第二轉換開關用來切換Y-D聯結方式。

作為本發明的具體方案可以優選為：所述A相線圈、B相線圈、C相線圈上分別設置有第一溫度檢測元件、第二溫度檢測元件、第三溫度檢測元件；

還設置有控制單元，接收第一溫度檢測元件、第二溫度檢測元件、第三溫度檢測元件三者的信號，用以與同一基準值進行比較，并在任一溫度高于基準是輸出報警信號；

警示電路，用以接收報警信號后發聲或發光報警。

通過上述設置，通過溫度檢測元件，可以分別檢測對應位置的線圈，由于線圈有三相，通過分別檢測，相對于采用幾個傳感器進行檢測，具有更高的準確度，并且能夠及時將溫度與設定的基準進行比較，從而在穩定超過設定值時，立即報警，提高安全性能。

作為本發明的具體方案可以優選為：控制單元包括多個比較器、“或”門邏輯電路，每個比較器用以將對應的輸入信號進行比較厚輸出給“或”門電路，“或”門電路的輸出端連接警示電路。

通過上述設置，由于是多個溫度檢測元件進行檢測，信號需要進行邏輯處理，當其中一相溫度過高時，通過“或”門電路進行邏輯或的運算，即可進行輸出，從而實現對任一一相線圈出現溫度異常時，即可報警。

作為本發明的具體方案可以優選為：所述控制單元還包括一求和運算單元，用以將第一溫度檢測元件、第二溫度檢測元件、第三溫度檢測元件三者的信號疊加處理進行輸出疊加信號；

警示電路還用以指示疊加信號。

通過上述設置，為了進一步提高溫度檢測精度，運行過程中也會存在外部環境溫度過高的情況，采用此電路可以擴大溫度檢測的范圍，從而可以對大范圍的區域進行溫度檢測，將采集到的溫度信號進行疊加，從而確定，此區域范圍內溫度是否超過設定值。如果區域范圍內的溫度超過設定值，則可以通過警示電路進行報警。

作為本發明的具體方案可以優選為：所述求和運算單元為加法器電路，加法器電路的輸出端還連接比較器進行比較，比較器的輸出端連接“或”門電路。

通過上述設置，運算單元采用加法器電路，結構簡單，易于實施。

作為本發明的具體方案可以優選為：所述第一溫度檢測元件、第二溫度檢測元件、第三溫度檢測元件的供電支路分別設置有對應的開關元件，所述控制單元還包括一循環開關電路，用以控制開關元件循環啟閉。

通過上述設置，由于溫度檢測元件長時間供電進行檢測，則較為浪費電能，則可以采用此循環開關電路進行切換控制，從而可以克服位置的限制以及能耗的問題，由于三個溫度檢測元件是循環接通電源的，此時其余的溫度檢測元件沒有通電，相對于將三個溫度檢測元件同時接通電源，長時間進行檢測，其電能節約2/3，并且同樣可以對三相線圈進行檢測。

作為本發明的具體方案可以優選為：所述循環開關電路包括穩壓單元、第一定時單元、第二定時單元、第三定時單元；開關元件包括第一繼電器、第二繼電器、第三繼電器；

穩壓單元，為第一定時單元、第二定時單元、第三定時單元提供工作電壓；

第一定時單元，控制第一繼電器閉合時間，在第一繼電器結束工作時觸發第二定時單元；

第二定時單元，控制第二繼電器閉合時間，在第二繼電器結束工作時觸發第三定時單元；

第三定時單元，控制第三繼電器閉合時間，在第三繼電器結束工作時觸發第一點是單元。

通過上述設置，第一定單元定時控制第一繼電器進行動作，從而可以將第一溫度檢測元件的電源接通，定時結束時觸發第二定時單元工作，控制第二繼電器動作，從而將第二溫度檢測元件的電源接通，定時結束后出發第三定時單元工作，控制第三繼電器動作，從而將第三溫度檢測元件的電源接通，定時結束后出發第一定時單元動作，由此循環控制，實現三個溫度檢測元件循環工作，節約電能，并能擴大檢測范圍。

作為本發明的具體方案可以優選為：所述第一定時單元還包括用以調節定時長短的調節元件。

通過上述設置，調節元件可以對第一定時單元進行調節。并且可以調節第一繼電器閉合的時間長短。其他的第二定時單元和第三定時單元原理一樣。

作為本發明的具體方案可以優選為：所述警示電路包括三極管、第四繼電器、蜂鳴器以及指示燈，三極管連接“或”門電路輸出端，繼電器串聯三極管，繼電器的常開觸點、蜂鳴器、指示燈串聯在電源上。

通過上述設置，警示電路結構簡單，采用三極管來控制第四繼電器動作，從而可以使得蜂鳴器報警以及指示燈點亮。

作為本發明的具體方案可以優選為：所述穩壓單元采用穩壓芯片MC7806。

通過上述設置，此穩壓芯片具有將9V電壓穩定輸出為6V的電壓，從而可以使得各個后級電路進行工作或供電。

綜上所述，本發明具有以下有益效果：

1、更加節能環保，降低生產成本；

2、提高使用壽命以及對于溫度具有可靠的檢測，提高安全性能。

附圖說明

圖1為本實施例的電路原理圖；

圖2為本實施例的結構原理圖；

圖3為本實施例10KV的狀態示意圖；

圖4為本實施例6KV的狀態示意圖；

圖5為控制器部分電路結構示意圖；

圖6為本實施例的循環開關電路原理圖；

圖7為本實施例的加法器部分結構示意圖。

圖中：10、第一轉換開關；20、第二轉換開關；31、第一溫度檢測元件；32、第二溫度檢測元件；33、第三溫度檢測元件；4、警示電路；Q1、三極管；J4、第四繼電器；SP、蜂鳴器；LD、指示燈；5、“或”門電路；6、穩壓單元；7、加法器電路；81、第一定時單元；82、第二定時單元；83、第三定時單元。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

實施例：如圖1所示，一種特種變壓器，包括A相線圈、B相線圈、C相線圈，還包括第一轉換開關10、第二轉換開關20；第一轉換開關10和第二轉換開關20的結構完全一致，為了敘述方便，將其定義為第一轉開關和第二轉換開關20。第一轉換開關10具有端子二、端子三、端子四、端子五；第二轉換開關20具有端子A2、A3、A4、A5，端子B2、B3、B4、B5，端子C2、C3、C4、C5；A相線圈包括主線圈A以及輔助線圈X，輔助線圈具有抽頭X4、抽頭X2、抽頭X3、抽頭X5、抽頭X；B相線圈包括主線圈B以及輔助線圈Y，輔助線圈具有抽頭Y4、抽頭Y2、抽頭Y3、抽頭Y5、抽頭Y；C相線圈包括主線圈C以及輔助線圈Z，輔助線圈具有抽頭Z4、抽頭Z2、抽頭Z3、抽頭Z5、抽頭Z；主線圈A的一端連接第一轉換開關10的端子二，主線圈A的另一端連接抽頭X4，抽頭X4連接第一轉換開關10的端子四，抽頭X2連接第一轉換開關10的端子二，抽頭X3連接第一轉換開關10的端子三，抽頭X5連接第一轉換開關10以及第二轉換開關20的端子A5，抽頭X連接第二轉換開關20的端子B3；主線圈B的一端連接第二轉換開關20的端子B2，主線圈B的另一端連接抽頭Y4，抽頭Y2懸空，抽頭Y3懸空，抽頭Y5連接第二轉換開關20的端子B5，抽頭Y連接第二轉換開關20的端子C3；主線圈C的一端連接第二轉換開關20的端子C2，主線圈C的另一端連接抽頭Z4，抽頭Z2懸空，抽頭Z3懸空，抽頭Z5連接第二轉換開關20的端子C5，抽頭Z連接第二轉換開關20端子A3。

匝數計算：

性能參數：

如圖2所示，變壓器上設置了第一溫度檢測元件31、第二溫度檢測元件32、第三溫度檢測元件33，其三個溫度檢測元件選用市場上的溫度傳感器，其結構相同，為了敘述方便，將其定義為第一溫度檢測元件31、第二溫度檢測元件32、第三溫度檢測元件33。

此變壓器與常規變壓器的最大的不同是：變壓器有兩個轉換開關，一個是常規開關，調節變壓器的輸入電壓，一般分為3檔或5檔，即±5%或±2×2.5%。第二轉換開關20為Y-D變換開關。

其操作如圖3所示，將第二轉換開關20轉換到5檔，即10KV的狀態為Y聯結，如圖4所示，第二轉換開關20轉換到3檔，即D聯結，轉換為6KV狀態。

如圖5所示，A相線圈、B相線圈、C相線圈上分別設置有第一溫度檢測元件31、第二溫度檢測元件32、第三溫度檢測元件33。

還設置有控制單元，控制單元包括比較器OP1、OP2、OP3，其中比較器的外圍電路連接結構如圖5所示，第一溫度檢測元件31通過電阻R11連接比較器OP1的同相輸入端，比較器OP1的反相輸入端連接電阻R12以及電位器Rp11的連接點，連接點提供基準電壓Vref1，電阻R12的另一端連接電壓Vcc，同理可知，比較器OP2以及比較器OP3的連接結構和比較器OP1一致，并且電位Vref1=Vref2=Vref3，然后比較器OP1、OP2、OP3的輸出端分別通過電阻R13、電阻R23、電阻R33連接“或”門電路5。

三個比較器分別接收第一溫度檢測元件31、第二溫度檢測元件32、第三溫度檢測元件33三者的信號，用以與同一基準值進行比較，并在任一溫度高于基準是輸出報警信號；警示電路4，用以接收報警信號后發聲或發光報警。警示電路4包括三極管Q1、第四繼電器J4、蜂鳴器SP以及指示燈LD，三極管Q1連接“或”門電路5輸出端，繼電器串聯三極管Q1，繼電器的常開觸點、蜂鳴器SP、指示燈LD串聯在電源上。控制單元包括多個比較器、“或”門邏輯電路，每個比較器用以將對應的輸入信號進行比較厚輸出給“或”門電路5，“或”門電路5的輸出端連接警示電路4。第一溫度檢測元件31、第二溫度檢測元件32、第三溫度檢測元件33三者的信號在圖5中分別表示為s1、s2、s3。

其中電源還通過繼電器的常開觸點分別連接第一溫度檢測元件31、第二溫度檢測元件32、第三溫度檢測元件33三者的信號，圖5中J1、J2、J3為繼電器的一部分，為常開觸點。

如圖6所示，循環開關電路包括穩壓單元6、第一定時單元81、第二定時單元82、第三定時單元83；穩壓單元6，為第一定時單元81、第二定時單元82、第三定時單元83提供工作電壓。第一定時單元81，控制第一繼電器閉合時間，在第一繼電器結束工作時觸發第二定時單元82；第二定時單元82，控制第二繼電器閉合時間，在第二繼電器結束工作時觸發第三定時單元83；第三定時單元83，控制第三繼電器閉合時間，在第三繼電器結束工作時觸發第一點是單元。第一定時單元81還包括用以調節定時長短的調節元件。調節元件在圖6中為電位器VR1、VR2、VR3。

圖6電路中，由三個時基集成電路LM555組成三個單穩態電路，每個單穩態電路作為一個定時控制單元。三個單元共同完成三級循環定時控制功能。

市電電壓220V輸入到變壓器B中降壓，形成9V電壓，通過D1-D4形成的整流橋模塊進行整流，再通過IC1進行穩壓，IC1的型號采用MC7806C，可以輸出6V穩定的供電電壓。而電容C1、C2有利于濾波。

定時單元結構主要包括LM555芯片、其定時外圍電路、繼電器元件。

在接通電源的瞬間，由于555集成電路IC3和IC4的復位端4腳都接有時間常數較大的自動復位電路（分別由R4、C7和R7、C11組成），使IC3和IC4復位，它們的輸出端3腳就輸出低電平，使三極管Q1T2、T3分別截止，繼電器J2、J3釋放。

由于IC2復位端4腳直接接在電源正極，電源接通時電容C3上的電壓不能突變，IC2觸發端2腳得到觸發電壓，使其進入暫穩態，其3腳輸出高電平，三極管Q1T1導通，繼電器J1吸合，J1觸頭可控制電器通電工作。同時電源經電位器VR1向電容C5充電，當C5上的電壓升高到電源電壓的三分之二（4V）時，IC2結束暫穩，其3腳輸出低電平使三極管Q1T1截止，繼電器J1釋放，其觸頭控制的電器斷電停止工作。調節電位器VR1和電容C5的參數就可改變繼電器J1的吸合時間。在IC2輸出低電位的瞬間，由電容C6和電阻R3組成的微分電路，將在IC3的觸發端2腳產生負尖脈沖，觸發IC3進入暫穩態，其輸出端3腳輸出高電位，使三極管Q1T2導通，繼電器J2吸合，其觸頭控制的電器通電工作。調節電位器VR2和電容C9的參數就可改暫穩態時間。

當第二單元暫穩態結束時，由電容C10和電阻R6組成的微分電路，將在IC4的觸發端2腳產生負尖脈沖，觸發IC4進入暫穩態，其輸出端3腳輸出高電位，使三極管Q1T3導通，繼電器J3吸合，其觸頭控制的電器通電工作。調節電位器VR3和電容C13的參數就可改暫穩態時間。

當第三單元暫穩態結束時，經微分電路C3、R1去觸發第一單元電路，這樣依次循環來實現循環定時控制。

電路中，IC1為三端集成穩壓電路，選擇MC7806型；IC2、IC3、IC4采用LM555時基集成電路；繼電器J1、J2、J3要根據其控制電器的工作電流來選擇，但繼電器線圈額定電壓應為直流6V。其他元器件沒有特殊要求，按電路標注選擇即可。

整個電路檢查接線無誤，通電就能正常工作，電路中的電位器VR1、電容C5；電位器VR2、電容C9；電位器VR3、電容C13的參數分別決定三個單元電路的定時時間，按電路參數定時時間約為1.1RC秒。

如圖7所示，控制單元還包括一求和運算單元，用以將第一溫度檢測元件31、第二溫度檢測元件32、第三溫度檢測元件33三者的信號疊加處理進行輸出疊加信號；警示電路4還用以指示疊加信號。求和運算單元為加法器電路7，加法器電路7的輸出端還連接比較器進行比較，比較器的輸出端連接“或”門電路5。圖5中，信號s1、s2、s3分別通過電阻R71、R72、R73，連接運放OP4的同相輸入端，運放OP4的輸出端連接比較器OP5，再次與基準信號Vref4進行比較，如果疊加信號超過設定值，則輸出的c1信號到達“或”門電路5輸入端，實現報警。

工作原理：通電之后，循環開關電路開始工作，從而圖5中第一繼電器常開觸點閉合，第一溫度檢測元件31進行檢測，如果A相線圈溫度過高則報警，計時到了以后，第一繼電器常開觸點斷開，第二繼電器常開觸點閉合，開始檢測B相線圈，時間到達之后，再開始檢測C相線圈，以此循環。節約電能。

另外，當第一溫度檢測元件31、第二溫度檢測元件32、第三溫度檢測元件33檢測的溫度疊加大于設定值時，則進行警示。

本具體實施例僅僅是對本發明的解釋，其并不是對本發明的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書后可以根據需要對本實施例做出沒有創造性貢獻的修改，但只要在本發明的權利要求范圍內都受到專利法的保護。