电力变压器控制箱的设计

为适应市场经济发展的需要，人们对变压器配套控制箱的功能要求越来越多，对技术性能及可靠性要求越来越高，这就引起了变压器生产厂家对变压器配套部件即控制箱的进一步关注目前，随着不断的更新设计，已逐步开发研制出外观美、价格低、性能稳定可靠性高的一系列产品。

其中包括适应于35kV电压等级、110kV电压等级、220kV电压等级的各类功能不同的控制箱为了更好地让大家了解变压器配套控制箱的一些基本工作原理及性能，下面特别介绍笔者根据用户及单位要求，自行设计开发研制的FL1型控制箱，供大家。

1变压器控制箱的用途及结构FL1型控制箱适用于110kV级带风冷装置的各类变压器，其主要功能是为变压器风冷系统进行配电和自动控制，并容纳了温度指示控制器及绕组温度计，它集中了所有变压器测量及控制端子包括温度指示控制器、绕组温度计、风机故障信号、压力释放阀、气体继电器套管电流互感器油位指示），不仅外形美观，而且为用户对变压器的监测及控制保护提供了方便。

控制箱为壁挂式，外型尺寸为1350mm3，重约50kg控制箱壳体由优质钢板弯折及焊接构成，箱门采用专用密封胶条密封，箱内通过通风孔与大气相连2变压器控制箱的技术要求及使用要求控制箱防护等级为IP55，可防尘、防水其中IP为特征字母，55为特征数字。个5表示不能完全防尘埃进入，但进入量不应达到妨碍设备正常运转的程度；第二个5表示防喷水，任何方向喷水不会产生有害影晌控制箱绝缘等级规定为：控制箱电器元件与接地间试验电压即工频耐压为2.5kV，施加电压时间为1min，其间不应有放电、爬电及异常现象出现该控制箱可同时控制2台~10台变压器冷却风扇，风扇数量根据变压器温升要求来设计。对于为变压器套管电流互感器所配套的接线端子，即保护端子和测量端子的组级，用户可根据实际需要调整；控制箱端子进出引线可从箱底部长方形盖板（该盖板可以拆下）处的电工管金属接头引出，也可根据用户需要自行开适当孔安装电工管从中引出，其好处为如有雨水顺着电缆电线流下时，不会进入控制箱，而是从进入控制箱底部的电缆电线打弯处自行掉落。

3风冷装置控制原理该控制箱的控制原理线路图见当变压器负载电流或顶层油温达到规定值时可自动投入（也可手动投入）风扇，当负载电流或顶层油温低于规定值时自动切除风风扇电动机电路装有短路、过载和单相运行保护，在其产生故障停止运转时可发出事故信号。为了确保电机正常运转，本控制箱提供了双回路供电3.1双电源控制回路双电源回路通过自动开关ZK1ZK2和接触器C1C2以及中间继电器1Z来实现其中1L11L3为主电源回路，2L12L3为辅助电源回路，工作时先合上自动开关ZK1，然后合上ZK2当ZK1其动合触点合上，动断触点打开。由于1ZS力断触点合上后，继电器1Z线圈接通电源，其动合触点闭合，的打开，使接触器C2线圈失电，辅助电源停止供电。

接触器C1线圈通电，从而使主电源回路接通；同时，同时由于接触器C2线圈失电，导致C2的动断触点合在自动开关ZK1合上，继电器1Z线圈及C1线圈得上，这样C1线圈得电，主电源回路又接通，恢复主电电后，1Z与C1的动断触点均打开，保证了在自动开源回路供电关ZK2合上时，C2线圈不通电，辅助电源回路不工3.2控制箱主回路电，导致其动合触点打开，接触器C1线圈失电，主电源回路停止供电；同时由于1ZC1二者线圈均失电，其动断触点合上，使接触器C2线圈得电，辅助电源回路接通，开始供电，这样确保了不间断供电另外，在辅助电源供电当中，主电源回路又恢复正常时，由于ZK1为闭合状态，继电器1Z线圈得电，风扇电动机通过上面主电源回路或辅助电源回路经过接触器C3供电。按触器C3的起动回路分手动和自动两种方式，该功能由主令开关来选择。选择手动时，触头③④接通，C3线圈得电，风扇电机投入运转；自动时，触头①~②接通，但由于继电器Z线圈未得电，故其动合触点处于打开状态，接触器C3线圈不得电，此时风机不运转可见，自动控制时就是通过控制中间继电器Z来实现的此时，风机是否运转完全通过变压器油顶层温度及负载情况来定3.2.1按变压器油顶层温度来起动1W2为信号温度计的两个极限接点当油顶层温度达到55C时，1W2闭合，接通中间继电器Z的线圈，其动合触点闭合。这样，通过匕反触头①②和Z触点，使C3的线圈通电。动合触点C3闭合，风扇投入运行当温度下降到低于55C时，1W2虽然打开，但Z线圈通过1W1，接点仍有电，风扇仍继续运转。直至温度下降到45C时，1W1接点打开，使Z线圈断电，切断接触器C3，使风扇停止运转3.2.2按变压器负载电流来起动L是监视负载大小的电流继电器，当负载电流达到规定值（70额定电流）时，L妾通时间继电器S的线圈，经过一定延时（0~60s；O10min；档可调，出厂整定到10min）后，S接点接通Z线圈，Z?个动合触点闭合，接通接触器C3，使风扇投入运行。延时是为了防止因负载电流波动而引起误动作。

3.3变压器风扇的保护回路每台变压器分别用熔断器RD作短路保护，用热继电器1R（或用自动开关保护）作过负载和断相保护。热继电器动作，接触器1C~nC的辅助动断触点闭合，经C的辅助动合触点接通控制箱的信号灯，发出故障信号。另外设置了与此相同的701~705回路，是向中央控制室发出信号的回路。

4控制箱的干燥、结构布置、元件优选为了经常保证控制箱内的干燥，还安装了电阻加热装置，用户可根据情况随时进行手动控制箱体除了采用优质钢板外，主要采用弯折技术，尽量减少焊缝，即美观又保证了防水措施电器元件全部采用定点厂家优质产品所以变压器控制箱是多功能、高性能、稳定性可靠的优质产品。

（英文转第98页）出电动机的运行电流后，计算出电动机的负荷率K：/0一一电动机的空载电流；/一一电动机的额定电流如果经过计算后，K值小于0.5时，该电动机可考虑更换例如一台C630车床，原配电动机为O2-输入有用功率3.75kW，输入无用功率3.34kVar，效率79.4，功率因数0.55将10kW电动机更换为Y112M-4，容量4kW的电动机后，负荷率K为0.75，输出有用功率2.98kW，输入有用功率3.39kW，输入无用功率1.7kVar，效率为88，功率因数0.85，有用功率节电率9.78，无用功率节电率49..每年有用功率可节约电能700kWh，无用功率节约电能3500kVaih，效果是非常明显的22降低轻载或空载电动机的运行电压异步电动机的运行电压降低后，其磁通相应减少，消耗的无用功率显著减少，而有用功率基本不变这就是说降低电动机的运行电压后，功率因数可提高。

降低异步电动机的运行电压的方法，可以从电动机本身考虑，通过改接定子绕组来实现具体改接可分两种情况一种情况为负荷率小于25时，可将电动机定子的双路并联绕组改接成单路串联绕组，改接后电动机定子绕组的电压降为额定电压的一半，容量和转矩降为原来的1/4，功率因数从0.4提高到0.8以上；另外一种情况为负荷率在50到75之间时，把并联双路星形绕组改接成串联单路三角形绕组，改接后的定子绕组电压降到额定电压的飞/2，容量和转矩降为原来的3/4如果电动机的负荷率长期达不到50时，可将其定子绕组三角形改接成星形，或由并联双路三角形绕组改接成并联双路星形绕组。改接后定子绕组电压降到额定电压的1/万，转矩降为原来的1/3实际对比可发现，负荷率越低，改接后节电效果越明显，效率和功率因数提高越大如果负荷率变化范围不均匀、不规则，这种情况不能改接电动机定子绕组，而应采用星形一一三角形起动23提高电动机检修质量经统计测算，检修后的电动机有60其效率和功率因数都下降，无用功率消耗比以前增加20~30.因此在修理电动机时应特别注意以下几点：①重绕线圈时，每相的串联匝数应与原来线圈的匝数相等；②新绕线圈的线径应与原来相同；③修后电动机气隙尺寸及其均匀性应保持与原来相同24采用高效照明灯由于金工车间的厂房比较高，照明采用的为一般照明与车床局部照明相结合的混合照明一般照明为500W普通白炽灯，局部照明为36W的白炽灯，而白炽灯的光通量很低，因此尽管灯的数量不少，还满足不了加工时的需要，造成机床的局部照明灯经常开服从节电的角度出发，照明应采用高光通量的KNG型钠灯或DD型日光色镝灯。

3结束语综上所述，在机加工车间采取以上措施后，综合能耗得到显著降低，生产成本也随之降低。在目前电力十分紧张的情况下，节电工作无疑具有十分重要的现实意义（上接第96页）