单相变压器的短路/过载保护电路

摘要

单相变压器的短路/过载保护电路，属于变压器领域，本发明为解决电厂中单相变压器的保护电路，存在保护电路复杂、成本高，无明确故障显示信号的问题。本发明包括BRT22光耦合三端可控开关、TCA105阈值开关、NE555时基集成电路、三极管VT1、VT2、电阻R1～R4、滑动变阻器Rp、热敏电阻RT、电容C1～C4、二极管D1、二极管D2、非门G1、G2、故障指示灯LED和喇叭BL；若次级电路出现过载或短路故障，BRT22关断。此时增大的电流通过热敏电阻RT，使之很快地发热，导致阻值变高，阻断初级电路，从而保护变压器T不会因过载或短路而被烧坏。

说明书

技术领域

本发明涉及一种变压器的保护电路，属于变压器领域。

背景技术

变压器是能将一种等级的交流电能转换成相同频率的另一种等级交流电能的静止原件。电力变压器是发电厂和变电所的重要设备之一，用于电力系统输电和配电，变压器在电力运行中发挥着重要的作用。若变压器线圈或负载发生短路，变压器将承受相当大的短路电流，如果保护系统失灵或保护定值过大，就有可能烧毁变压器。为此，必须安装可靠的短路保护装置。对于电厂中的单相变压器的保护电路，存在问题是保护电路复杂、成本高，无明确故障显示信号。

发明内容

本发明目的是为了解决电厂中单相变压器的保护电路，存在保护电路复杂、成本高，无明确故障显示信号的问题，提供了一种单相变压器的短路/过载保护电路。

本发明所述单相变压器的短路/过载保护电路，它包括BRT22光耦合三端可控开关、TCA105阈值开关、NE555时基集成电路、NPN三极管VT1、NPN三极管VT2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、滑动变阻器Rp、热敏电阻RT、电容C1、电容C2、电容C3、电解电容C4、二极管D1、二极管D2、非门G1、非门G2、故障指示灯LED和喇叭BL；

220V交流电源的一端连接单相变压器T原边线圈的一端，220V交流电源的另一端同时连接热敏电阻RT的一端和BRT22光耦合三端可控开关的6脚；热敏电阻RT的另一端和BRT22光耦合三端可控开关的4脚同时连接单相变压器T原边线圈的另一端；

BRT22光耦合三端可控开关的1脚同时连接TCA105阈值开关的4脚、电容C1的一端和二极管D1的阴极；二极管D1的阳极连接单相变压器T副边线圈的一端，并作为次级输出交流电源OUTAC的一端；单相变压器T副边线圈的另一端同时连接电容C1的另一端、二极管D2的阳极和滑动变阻器Rp的固定端；二极管D2的阴极同时连接电阻R1的一端、电容C2的一端和TCA105阈值开关的2脚；电阻R1的另一端、电容C2的另一端和滑动变阻器Rp的滑动端同时连接TCA105阈值开关的1脚、3脚，并作为次级输出交流电源OUTAC的另一端；

BRT22光耦合三端可控开关的2脚连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接TCA105阈值开关的6脚；

TCA105阈值开关的4脚还连接非门G1的输入端，非门G1的输出端同时连接电阻R4的一端、电阻R3的一端、NE555时基集成电路的4脚、8脚和喇叭BL的正极供电端子；

TCA105阈值开关的5脚连接非门G2的输入端，非门G2的输出端连接NPN三极管VT1的基极；

TCA105阈值开关的6脚还连接NPN三极管VT1的发射极、电解电容C4的负极、电容C3的一端、NE555时基集成电路的1脚、故障指示灯LED的阴极和NPN三极管VT2的发射极，并接地；

NE555时基集成电路的5脚连接电容C3的另一端；

NE555时基集成电路的6脚、7脚同时连接电阻R3的另一端和电解电容C4的正极；

NE555时基集成电路的2脚同时连接电阻R4的另一端和NPN三极管VT1的集电极；

NE555时基集成电路的3脚同时连接故障指示灯LED的阳极和NPN三极管VT2的基极，NPN三极管VT2的集电极连接喇叭BL的负极供电端子。

本发明的优点：本发明所述单相变压器的短路/过载保护电路简单，在变压器出现短路或过载情况时停止变压器初级工作，有效防止变压器受损，同时声光报警，提醒工作人员发生现场故障，以便第一时间检修。

附图说明

图1是本发明所述单相变压器的短路/过载保护电路的原理图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述单相变压器的短路/过载保护电路，它包括BRT22光耦合三端可控开关、TCA105阈值开关、NE555时基集成电路、NPN三极管VT1、NPN三极管VT2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、滑动变阻器Rp、热敏电阻RT、电容C1、电容C2、电容C3、电解电容C4、二极管D1、二极管D2、非门G1、非门G2、故障指示灯LED和喇叭BL；

220V交流电源的一端连接单相变压器T原边线圈的一端，220V交流电源的另一端同时连接热敏电阻RT的一端和BRT22光耦合三端可控开关的6脚；热敏电阻RT的另一端和BRT22光耦合三端可控开关的4脚同时连接单相变压器T原边线圈的另一端；

BRT22光耦合三端可控开关的1脚同时连接TCA105阈值开关的4脚、电容C1的一端和二极管D1的阴极；二极管D1的阳极连接单相变压器T副边线圈的一端，并作为次级输出交流电源OUTAC的一端；单相变压器T副边线圈的另一端同时连接电容C1的另一端、二极管D2的阳极和滑动变阻器Rp的固定端；二极管D2的阴极同时连接电阻R1的一端、电容C2的一端和TCA105阈值开关的2脚；电阻R1的另一端、电容C2的另一端和滑动变阻器Rp的滑动端同时连接TCA105阈值开关的1脚、3脚，并作为次级输出交流电源OUTAC的另一端；

BRT22光耦合三端可控开关的2脚连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接TCA105阈值开关的6脚；

TCA105阈值开关的4脚还连接非门G1的输入端，非门G1的输出端同时连接电阻R4的一端、电阻R3的一端、NE555时基集成电路的4脚、8脚和喇叭BL的正极供电端子；

TCA105阈值开关的5脚连接非门G2的输入端，非门G2的输出端连接NPN三极管VT1的基极；

TCA105阈值开关的6脚还连接NPN三极管VT1的发射极、电解电容C4的负极、电容C3的一端、NE555时基集成电路的1脚、故障指示灯LED的阴极和NPN三极管VT2的发射极，并接地；

NE555时基集成电路的5脚连接电容C3的另一端；

NE555时基集成电路的6脚、7脚同时连接电阻R3的另一端和电解电容C4的正极；

NE555时基集成电路的2脚同时连接电阻R4的另一端和NPN三极管VT1的集电极；

NE555时基集成电路的3脚同时连接故障指示灯LED的阳极和NPN三极管VT2的基极，NPN三极管VT2的集电极连接喇叭BL的负极供电端子。

热敏电阻RT选用型号为MZ11-03P151H265的PTC热敏电阻。

二极管D1选用半波整流二极管来实现。

BRT22光耦合三端可控开关内部具有光耦合二极管VD和双向晶闸管VTH；连接关系如图1所示。

变压器的初级绕组由外部的220V电源经BRT22光耦合三端可控开关供电，次级电路输出OUTAC为6～24V。BRT22的光耦合器二极管VD的控制能由次级电路获得。当变压器T次级电路正常时，控制电流流过D1整流来接通了的TCA105，并且受到R2的电阻限流。本电路接通之前，BRT22处于关断状态，因此在通电开始只能经过低电阻的热敏电阻RT给变压器T供电。当电路接通后，即有控制电流经过BRT22的光耦合器二极管VD。而在BRT22接通之前，热敏电阻RT将BRT22跨接，一旦BRT22借助于光电效应接通后，热敏电阻RT则被BRT22短路，因此不能变热。若次级电路出现过载或短路故障，增大了的负载电流流过串联的滑动变阻器Rp，在其上产生的压降经整流二极管D2整流后馈送到TCA105上。假如测得的电压超过0.8V，则TCA105的输出受抑制，即4脚和5脚输出反向电压，BRT22中的VD因电压反向而截止，BRT22关断。此时增大的电流通过热敏电阻RT，使之很快地发热，导致阻值变高，阻断初级电路，从而保护变压器T不会因过载或短路而被烧坏。

NE555及周围电路构成的故障报警电路，当次级电路正常时，TCA105的4脚、5脚输出正向电压，即4脚、5脚为高电平，6脚为低电平，则VT1的基极加了反向电压，处于截止状态，NE555的4脚、8脚为低电平，没有工作电源，则LED和BL没有工作基础；当次级电路短路时，TCA105的4脚、5脚输出反向电压，即4脚、5脚为低电平，6脚为高电平，4脚的低电平经G1反向为高电平后，为NE555提供工作电源，5脚的低电平经G2反向为高电平后加载上VT1的基极和发射极之间，VT1导通，则NE555的2脚被拉至低电平，NE555内部翻转，NE555的3脚输出高电平，VT2的基极被触发导通，喇叭BL响，同时，因3脚为高电平，LED亮，即当单相变压器T次级电路异常(短路或过载)时，声光报警。