一种基于氧化锌均能技术的变压器隔直装置

1.本发明涉及变压器保护设备技术领域，尤其涉及一种基于氧化锌均能技术的变压器隔直装置。


背景技术：

2.变压器是指利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，其主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)；变压器的主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等，按用途可以分为：电力变压器和特殊变压器。
3.直流偏磁是变压器的一种非正常工作状态，是指在变压器励磁电流中出现了直流分量。随着直流偏磁电流的增加，励磁电流波形发生畸变，主要是正负半周不对称；直流偏磁可对变压器造成噪音增大、系统电压发生畸变、变压器损耗增加、变压器温度升高等一系列危害，因此，为了解决此类问题，我们提出了一种基于氧化锌均能技术的变压器隔直装置。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于氧化锌均能技术的变压器隔直装置。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种基于氧化锌均能技术的变压器隔直装置，包括隔直电容器、限压保护器和高速旁路开关，所述限压保护器包括箱体和电阻阻值监测更换模块，所述箱体内设置有若干组相互配合的安装板，每组安装板之间均通过全线均能法安装有若干个高能氧化锌阀片；
7.所述电阻阻值监测更换模块包括故障判定单元和快速替代单元，所述故障判定单元用于利用预设的判定规则，针对每一高能氧化锌阀片，判断该高能氧化锌阀片是否存在故障，若判定结果为是，则将该高能氧化锌阀片对应的标识，发送至所述快速替代单元；
8.所述快速替代单元在接收到该高能氧化锌阀片对应的标识后，更换该标识对应的高能氧化锌阀片。
9.优选的，所述预设的判定规则故障判定单元的判定规则如下：
10.利用公式：
11.xk为第k个高能氧化锌阀片的标准参考阻值，γ为修正系数，1.1≤γ≤1.3，dk为监测到的第k个高能氧化锌阀片的实际电阻值，t为高能氧化锌阀片的标准电阻阻值；
12.当dk《xk时，则该高能氧化锌阀片存在故障。
13.优选的，所述故障判定单元包括安装在若干个高能氧化锌阀片上的电阻传感器，电阻传感器电性连接有信号放大器，信号放大器与微处理器电性连接，所述微处理器用于输出每一高能氧化锌阀片对应的电阻阻值，快速替代单元还包括与微处理器电性连接的控制器开关，控制开关与第二电磁铁电性连接，第二电磁铁上设置有信号接收端，控制器开关
上设置有与信号接收端相配合的信号发射端。
14.优选的，每组所述安装板的相对面均开设有滑槽，两个滑槽内均安装有高能氧化锌阀片端子，高能氧化锌阀片两端分别滑动安装在两个滑槽内，高能氧化锌阀片两端分别与两个高能氧化锌阀片端子电性连接，第二电磁铁安装在两个安装板之间。
15.优选的，所述高能氧化锌阀片外壁固定套设有与第二电磁铁磁极互斥的磁吸片，第二电磁铁远离高能氧化锌阀片的一侧设置有快速连接模块。
16.优选的，所述快速连接模块包括固定在第二电磁铁远离高能氧化锌阀片侧面的弹簧，弹簧端部延伸至两个安装板外部并连接有与第二电磁铁相配合的第一电磁铁，第一电磁铁上下两端均固定有橡胶块，两个橡胶块的相反面均安装有与两个高能氧化锌阀片端子相配合的连接端子，箱体内顶壁设置有与两个连接端子相配合的可调电阻，两个安装板的相对面均固定有固定块，两个固定块的相对面固定有吸水膨胀橡胶块，吸水膨胀橡胶块外壁包裹有吸潮布套，吸潮布套与高能氧化锌阀片外壁相接触。
17.优选的，所述箱体内顶壁安装有固定板，可调电阻安装在固定板底部，可调电阻两端通过连接导线分别与两个连接端子电性连接，第二电磁铁远离高能氧化锌阀片的一侧开设有弹簧槽和套筒槽，弹簧端部安装在弹簧槽内，套筒槽内安装有套筒，套筒内滑动安装有导向杆，导向杆端部固接在第一电磁铁侧面。
18.优选的，所述箱体内顶壁安装有散热铜柱，散热铜柱上开设有若干散热孔，散热铜柱通过导热铜丝与高能氧化锌阀片连接。
19.优选的，所述箱体顶部开设有进排气孔，进排气孔内安装有过滤网，箱体内底壁安装有风机，风机位于进排气孔正下方。
20.优选的，所述箱体内底壁放置有收集盒，箱体侧面开设有与收集盒相配合的收集口，箱体外壁铰接有封板，封板覆盖收集口，箱体底部固定有底板，底板上开设有固定孔。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
22.1：本发明中通过隔直电容器、限压保护器和高速旁路开关的配合使用，对变压器在工作中的直流偏磁进行隔离，避免变压器受到直流偏磁的影响而发生噪音增大、系统电压发生畸变、变压器损耗增加和变压器温度升高的问题，提高对变压器的保护性，同时采用全线均能法利用多个高能氧化锌阀片限制变压器中的过电压，使得电容器可采用低压电容器即可，其造价低廉，可有效降低企业的开支成本，大大降低设备的造价，为企业设备支出减轻一定压力。
23.2：本发明中通过电阻传感器可对若干高能氧化锌阀片的电阻值进行实时监测，避免若干高能氧化锌阀片其中有单个高能氧化锌阀片发生损坏时影响若干高能氧化锌阀片的均能性而造成对变压器中的过电压限制不到位影响变压器的正常工作，且通过电阻阻值监测更换模块可对高能氧化锌阀片的电阻阻值进行实时监测，当其中有单个高能氧化锌阀片发生故障损坏时，可立即启动第二电磁铁，利用第二电磁铁与磁吸片同极相斥的原理将磁吸片和损坏的高能氧化锌阀片在互斥力的作用下与高能氧化锌阀片端子断开连接，并在第二电磁铁与第一电磁铁的配合下将第一电磁铁向第二电磁铁方向吸附，从而使得第一电磁铁带动两个连接端子与滑槽内的两个高能氧化锌阀片端子电性连接，利用可调电阻将阻值调整至与损坏高能氧化锌阀片的正常阻值范围内进行替换，可保证限压保护器对变压器的过电压的正常限制作用，保证变压器的正常工作。
24.3：本发明中在高能氧化锌阀片两侧利用吸水膨胀橡胶块和吸潮布套的配合使用，可利用吸水膨胀橡胶块和吸潮布套吸收箱体内的潮气，从而保证箱体内安装的各个零部件处于干燥环境内，保证高能氧化锌阀片和其他零部件的正常运转，同时又利用吸水膨胀橡胶块吸水膨胀的特性，可对两个吸水膨胀橡胶块和吸潮布套之间的高能氧化锌阀片进行夹持固定，避免其在工作时因振动发生偏移现象而与高能氧化锌阀片端子断开连接，保证高能氧化锌阀片在工作时的稳定性，同时又可利用吸水膨胀橡胶块和吸潮布套对其之间的高能氧化锌阀片的挤压作用来保证高能氧化锌阀片的垂直性，保证高能氧化锌阀片始终处于垂直工作状态，符合高能氧化锌阀片的正常安装工艺，且利用散热铜柱吸收高能氧化锌阀片在工作时产生的高温使自身发生一定的热膨胀，可对位于上层的安装板提供一个向下的力，从而使得安装板逐次向下挤压高能氧化锌阀片和其他安装板，可使得高能氧化锌阀片两端与高能氧化锌阀片端子保证紧密接触性，避免其之间发生连接松动而造成短路现象，且可利用散热铜柱对高能氧化锌阀片进行散热，保证高能氧化锌阀片的长时间稳定工作特性。
附图说明
25.图1为本发明提出的一种基于氧化锌均能技术的变压器隔直装置的电路原理图；
26.图2为本发明提出的一种基于氧化锌均能技术的变压器隔直装置的电阻阻值监测更换系统的模块流程示意图；
27.图3为本发明提出的一种基于氧化锌均能技术的变压器隔直装置的限压保护器的轴测图；
28.图4为本发明提出的一种基于氧化锌均能技术的变压器隔直装置的限压保护器的剖视图；
29.图5为本发明提出的一种基于氧化锌均能技术的变压器隔直装置的限压保护器的剖视图；
30.图6为本发明提出的一种基于氧化锌均能技术的变压器隔直装置的限压保护器的安装板的结构示意图；
31.图7为本发明提出的一种基于氧化锌均能技术的变压器隔直装置的限压保护器的安装板的剖视图；
32.图8为本发明提出的一种基于氧化锌均能技术的变压器隔直装置的限压保护器的高能氧化锌阀片与安装板的连接示意图；
33.图9为本发明提出的一种基于氧化锌均能技术的变压器隔直装置的限压保护器的第二电磁铁的结构示意图；
34.图10为本发明提出的一种基于氧化锌均能技术的变压器隔直装置的限压保护器的主视图。
35.图中：1、底板；2、箱体；3、封板；4、进排气孔；5、收集盒；6、安装板；7、第一电磁铁；8、风机；9、固定板；10、可调电阻；11、散热铜柱；12、散热孔；13、第二电磁铁；14、橡胶块；15、连接端子；16、滑槽；17、高能氧化锌阀片；18、固定块；19、吸水膨胀橡胶块；20、吸潮布套；21、磁吸片；22、套筒；23、弹簧；24、高能氧化锌阀片端子；25、弹簧槽；26、套筒槽；zd1：第一闸刀；zd2：第二闸刀；t：变压器；c:隔直电容器；fr：限压保护器；k：高速旁路开关。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
37.为了方案清楚，下面对图1中所包含的连接关系做如下说明：图中，k表示高速旁路开关，fr表示限压保护器，c表示隔直电容器，zd1表示第一闸刀，zd2表示第二闸刀，t表示变压器，其中，c通过导线与fr并联连接，t通过导线与c并联连接，t与c之间设置有zd1与zd2，zd1的一端与zd2电性连接，zd1的另一端与c电性连接，zd2的一端与t电性连接，zd2的另一端与c电性连接。
38.参照图1-10，一种基于氧化锌均能技术的变压器隔直装置，包括隔直电容器c、限压保护器fr和高速旁路开关k，限压保护器fr包括箱体2和电阻阻值监测更换模块，箱体2内设置有若干组相互配合的安装板6，每组安装板6之间均通过全线均能法安装有若干个高能氧化锌阀片17；
39.电阻阻值监测更换模块包括故障判定单元和快速替代单元，故障判定单元用于利用预设的判定规则，针对每一高能氧化锌阀片17，判断该高能氧化锌阀片17是否存在故障，若判定结果为是，则将该高能氧化锌阀片17对应的标识，发送至所述快速替代单元；
40.快速替代单元在接收到该高能氧化锌阀片17对应的标识后，更换该标识对应的高能氧化锌阀片17。
41.作为本发明的一种技术优化方案，预设的判定规则故障判定单元的判定规则如下：
42.利用公式：
43.xk为第k个高能氧化锌阀片17的标准参考阻值，γ为修正系数，1.1≤γ≤1.3，dk为监测到的第k个高能氧化锌阀片17的实际电阻值，t为高能氧化锌阀片17的标准电阻阻值；
44.当dk《xk时，则该高能氧化锌阀片17存在故障。
45.作为本发明的一种技术优化方案，故障判定单元包括安装在若干个高能氧化锌阀片17上的电阻传感器，电阻传感器电性连接有信号放大器，信号放大器与微处理器电性连接，微处理器用于输出每一高能氧化锌阀片17对应的电阻阻值，快速替代单元还包括与微处理器电性连接的控制器开关，控制开关与第二电磁铁13电性连接，第二电磁铁13上设置有信号接收端，控制器开关上设置有与信号接收端相配合的信号发射端。
46.作为本发明的一种技术优化方案，每组安装板6的相对面均开设有滑槽16，两个滑槽16内均安装有高能氧化锌阀片端子24，高能氧化锌阀片17两端分别滑动安装在两个滑槽16内，高能氧化锌阀片17两端分别与两个高能氧化锌阀片端子24电性连接，第二电磁铁13安装在两个安装板6之间，通过滑槽16、高能氧化锌阀片端子24和高能氧化锌阀片17的配合使用，可便于将高能氧化锌阀片17与高能氧化锌阀片端子24断开连接进行更换可调电阻10来代替高能氧化锌阀片17保持均能。
47.作为本发明的一种技术优化方案，高能氧化锌阀片17外壁固定套设有与第二电磁铁13磁极互斥的磁吸片21，第二电磁铁13远离高能氧化锌阀片17的一侧设置有快速连接模块，通过第二电磁铁13与磁吸片21的配合使用，可便于利用第二电磁铁13将高能氧化锌阀片17与高能氧化锌阀片端子24快速断开。
48.作为本发明的一种技术优化方案，快速连接模块包括固定在第二电磁铁13远离高能氧化锌阀片17侧面的弹簧23，弹簧23端部延伸至两个安装板6外部并连接有与第二电磁铁13相配合的第一电磁铁7，第一电磁铁7上下两端均固定有橡胶块14，两个橡胶块14的相反面均安装有与两个高能氧化锌阀片端子24相配合的连接端子15，箱体2内顶壁设置有与两个连接端子15相配合的可调电阻10，两个安装板6的相对面均固定有固定块18，两个固定块18的相对面固定有吸水膨胀橡胶块19，吸水膨胀橡胶块19外壁包裹有吸潮布套20，吸潮布套20与高能氧化锌阀片17外壁相接触，利用吸水膨胀橡胶块19和吸潮布套20对其之间的高能氧化锌阀片17的挤压作用来保证高能氧化锌阀片17的垂直性，保证高能氧化锌阀片17始终处于垂直工作状态，符合高能氧化锌阀片17的正常安装工艺。
49.作为本发明的一种技术优化方案，箱体2内顶壁安装有固定板9，可调电阻10安装在固定板9底部，可调电阻10两端通过连接导线分别与两个连接端子15电性连接，第二电磁铁13远离高能氧化锌阀片17的一侧开设有弹簧槽25和套筒槽26，弹簧23端部安装在弹簧槽25内，套筒槽26内安装有套筒22，套筒22内滑动安装有导向杆，导向杆端部固接在第一电磁铁7侧面。
50.作为本发明的一种技术优化方案，箱体2内顶壁安装有散热铜柱11，散热铜柱11上开设有若干散热孔12，散热铜柱11通过导热铜丝与高能氧化锌阀片17连接，利用散热铜柱11吸收高能氧化锌阀片17在工作时产生的高温使自身发生一定的热膨胀，可对位于上层的安装板6提供一个向下的力，从而使得安装板6逐次向下挤压高能氧化锌阀片17和其他安装板6，可使得高能氧化锌阀片17两端与高能氧化锌阀片端子24保证紧密接触性，避免其之间发生连接松动而造成短路现象，且可利用散热铜柱11对高能氧化锌阀片17进行散热，保证高能氧化锌阀片17的长时间稳定工作特性。
51.作为本发明的一种技术优化方案，箱体2顶部开设有进排气孔4，进排气孔4内安装有过滤网，箱体2内底壁安装有风机8，风机8位于进排气孔4正下方，通过风机8和进排气孔4的配合使用，可便于利用风机8将散热铜柱11散发出的热量吹向箱体2内部对箱体2内部零部件进行吹风干燥，保证箱体2内的干燥性，同时又可利用风机8反转将箱体2内的空气排出对箱体2内进行换气，可在箱体2内空气温度过高时进行换气来降温散热。
52.作为本发明的一种技术优化方案，箱体2内底壁放置有收集盒5，箱体2侧面开设有与收集盒5相配合的收集口，箱体2外壁铰接有封板3，封板3覆盖收集口，箱体2底部固定有底板1，底板1上开设有固定孔，通过收集盒5和收集口的配合使用，可便于取出收集盒5内掉落的高能氧化锌阀片17，可便于对高能氧化锌阀片17进行收集。
53.本发明在使用时，当变压器t中没有直流偏磁时(或直流偏磁小于设定值)，高速旁路开关k为常闭工作状态，变压器t通过高速旁路开关k接地；当变压器中存在直流偏磁时(或大于设定值)，高速旁路开关k打开，将隔直电容器c串联到接地回路中，起抑制直流的功能；当变压器中的直流偏磁消失后，即隔直电容器c上的电压降低到设定值以下，高速旁路开关k合闸，将隔直电容器c短路，退出隔直功能；当系统发生单相接地不对称短路时，冲击电流流经隔直电容器c，使得隔直电容器c上的电压迅速上升，触发限压保护器fr导通，并限制隔直电容器c两端的电压，起到保护隔直电容器c的作用，当短路电流变化到第一个过零点时刻，高速旁路开关k相控合闸，将短路电流分流到开关里，起到保护高能氧化锌阀片17的作用。
54.通过全线均能法将若干高能氧化锌阀片17安装在相对的安装板6之间；通过隔直电容器c、限压保护器fr和高速旁路开关k的配合使用，对变压器t在工作中的直流偏磁进行导出，避免变压器t受到直流偏磁的影响而发生噪音增大、系统电压发生畸变、变压器t损耗增加和变压器t温度升高的问题，提高对变压器t的保护性，同时采用全线均能法利用多个高能氧化锌阀片17限制变压器t中的过电压，可使得变压器t可采用低压变压器即可，其低压变压器造价低廉，可有效降低企业的开支成本，大大降低变压器组的造价，为企业设备支出减轻一定压力。
55.通过电阻传感器可对若干高能氧化锌阀片17的电阻值进行实时监测，避免若干高能氧化锌阀片其中有单个高能氧化锌阀片17发生损坏时影响若干高能氧化锌阀片17的均能性而造成对变压器中的过电压限制不到位影响变压器的正常工作；且通过电阻阻值更换模块可对高能氧化锌阀片17的电阻阻值进行实时监测；当其中有单个高能氧化锌阀片17发生故障损坏时，可立即启动第二电磁铁13，利用第二电磁铁13与磁吸片21同极相斥的原理将磁吸片21和损坏的高能氧化锌阀片17在互斥力的作用下与高能氧化锌阀片端子24断开连接，并在第二电磁铁13与第一电磁铁7的配合下将第一电磁铁7向第二电磁铁方向吸附，从而使得第一电磁铁7带动两个连接端子15与滑槽16内的两个高能氧化锌阀片端子24电性连接，利用可调电阻10将阻值调整至与损坏高能氧化锌阀片17的正常阻值范围内进行替换，可保证限压保护器对变压器的过电压的正常限制作用，保证变压器的正常工作；通过电阻阻值监测更换系统，可对箱体2内的若干个高能氧化锌阀片17的工作状态进行实时监测和快速更换，且可将其存在故障信息实时发送至用户手机和用户电脑，方便维修人员快速了解限压保护器存在故障问题，便于维修人员对限压保护器提前作出应对决策来保证对变压器的保护性。
56.同时，在高能氧化锌阀片17两侧利用吸水膨胀橡胶块19和吸潮布套20的配合使用，可利用吸水膨胀橡胶块19和吸潮布套20吸收箱体2内的潮气，从而保证箱体2内安装的各个零部件处于干燥环境内，保证高能氧化锌阀片17和其他零部件的正常运转；同时又利用吸水膨胀橡胶块19吸水膨胀的特性，可对两个吸水膨胀橡胶块19和吸潮布套20之间的高能氧化锌阀片17进行夹持固定，避免其在工作时因振动发生偏移现象而与高能氧化锌阀片端子24断开连接，保证高能氧化锌阀片17在工作时的稳定性；同时又可利用吸水膨胀橡胶块19和吸潮布套20对其之间的高能氧化锌阀片17的挤压作用来保证高能氧化锌阀片17的垂直性，保证高能氧化锌阀片17始终处于垂直工作状态，符合高能氧化锌阀片17的正常安装工艺。
57.同时，利用散热铜柱11和导热铜丝的配合使用，可使得散热铜柱11吸收高能氧化锌阀片17在工作时产生的高温使自身发生一定的热膨胀，可对位于上层的安装板6提供一个向下的力，从而使得安装板6逐次向下挤压高能氧化锌阀片17和其他安装板6，可使得高能氧化锌阀片17两端与高能氧化锌阀片端子24保证紧密接触性，避免其之间发生连接松动而造成短路现象，且可利用散热铜柱11对高能氧化锌阀片17进行散热，保证高能氧化锌阀片17的长时间稳定工作特性；同时散热铜柱11吸收热量后将其通过表面的散热孔12排出，当箱体2内空气过于潮湿时，可启动风机8，利用风机8将散热铜柱11散发出的热量吹向箱体2内部对箱体2内部零部件进行吹风干燥，保证箱体2内的干燥性；当需要对箱体2内进行换气降温时，又可利用风机8反转将箱体2内的空气排出对箱体2内进行换气，可在箱体2内空
气温度过高时进行换气来降温散热。
58.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。