BG67470B1 - Стъпален регулатор на напрежение за разпределителни трансформатори - Google Patents

Abstract

Стъпалният регулатор съдържа носеща глава (1), изолационен цилиндър от два сектора (2, 3) и дъно (4). По оста на цилиндъра са разположени по една главна вакуумна дъгогасителна камера (V1) и една спомагателна вакуумна дъгогасителна камера (V2) за всяка фаза (Х, Y, Z). На обърнатите огледално дъгогасителни камери (V1 и V2) са монтирани радиални контактни мостове (27, 28), които контактуват с П-образни неподвижни контактни елементи (29), разположени по периферията на изолационния цилиндър (2, 3). Подвижните контактни изводи на дъгогасителните камери (V1 и V2) също имат радиални контактни мостове (39) и система за отваряне и затваряне на камерите (V1 и V2). Трите главни вакуумни дъгогасителни камери (V1) са закрепени на изолационен сектор (25) от тръба, който е свързан с малтийско колело (21), разположено в носещата глава (1). Също така спомагателните вакуумни дъгогасителни камери (V2) са закрепени на втори изолационен сектор (22), носещ резистори (R), свързан с второ малтийско колело (24). Двете малтийски колела се завъртат двустъпково от две монтирани под ъгъл ролки (13) от двоен превод (12), който се задвижва скокообразно от пружини (10) чрез диск (9) и червячна предавка (11-14). Изходящ вал (15) е директно куплиран със задвижващ вал на моторно задвижване. Стъпалният регулатор може да се монтира вертикално или хоризонтално в трансформатора. Може да се използва, както в линейна регулационна намотка, така и в такава с прекъсване в средата. Има и вариант, при който стъпалният регулатор може да се изважда за ревизия без да се отваря трансформаторът.

Description

(54) СТЪПАЛЕН РЕГУЛАТОР HA НАПРЕЖЕНИЕ ЗА РАЗПРЕДЕЛИТЕЛНИ ТРАНСФОРМАТОРИ

Област на техниката

Изобретението се отнася до трифазен стъпален регулатор на напрежение, работещ като избирач под товар, прилаган за регулиране на напрежението под товар на трансформатори със сравнително малка мощност. В такива стъпални регулатори могат да се използват вакуумни дъгогасителни камери.

Предшестващо състояние на техниката

Известен е стъпален регулатор /1/ с електрическа схема на регулиране под товар, прекъсната в средата. Той има контактен мост от два главни дъгогасителни контакта и контактен мост от два спомагателни дъгогасителни контакта със свързан между тях резистор. Превключването по тази схема става /2/ чрез двустъпков пружинен енергиен акумулатор, който съдържа една главна пружина с лостове, свързани с вертикален изолационен вал, който носи главния контактен мост и спомагателна пружина, с лостове, свързани с вертикален изолационен вал, който носи спомагателния контактен мост с резистори. Осъществява се двустъпково превключване. Стъпалният регулатор е трифазен с три фази, разположени една под друга в изолационен цилиндър, закрепен към носеща глава /3/. Този стъпален регулатор е вграден в масленото пространство на разпределителен трансформатор.

Недостатък на този стъпален регулатор е, че няма вариант с вакуумни дъгогасителни камери. Друг недостатък е, че не може да се използва за схема с линейно регулиране. Недостатък е и това, че пружинно енергийният акумулатор е сложен и трудно се настройва.

Известен е и друг стъпален регулатор /4/, в който има една главна вакуумна дъгогасителна камера и една спомагателна вакуумна дъгогасителна камера на фаза, свързани с токоограничаващ резистор. Той също работи с двустъпково превключване. Използват се четно и нечетно малтийски колела и двоен превод с две ролки, който ги превключва последователно една след друга. Чрез зъбни двойки се завъртат два вертикални изолационни вала, на които са монтирани отделно главните вакуумни дъгогасителни камери и спомагателните вакуумни дъгогасителни камери за трите фази. Носещата конструкция е съставена от носеща глава, вертикален изолационен цилиндър и дъно. В носещата глава са разположени механизмите, а по вътрешната повърхност на изолационния цилиндър са монтирани на равни ъгли П-образни неподвижни контактни елементи, които могат да са 10 на брой или повече. Има и подвижни контактни мостове, които свързват в определен порядък тези неподвижни контактни елементи с вакуумни дъгогасителни камери. Има и допълнителна малтийска предавка, която чрез лостова система движи външно разположен предизбирач.

Недостатък на този стъпален регулатор е, че е сложен и с големи габаритни размери, което не осигурява поставената тук задача да има малък стъпален регулатор за разпределителни трансформатори. Главната вакуумна дъгогасителна камера и спомагателната вакуумна дъгогасителна камера са разположени една до друга, а неподвижните контактни елементи могат да са повече от 10 броя. Това увеличава диаметъра и напречния габарит на изолационния цилиндър. Механизмите са повече и по-сложни поради факта, че има варианти с различен брой положения и страничен предизбирач.

Известен е и стъпален регулатор /5/ за разпределителни трансформатори с по-специална конструкция. Той има само една вакуумна дъгогасителна камера на фаза и двустъпков избирач. Няма пружинен енергиен акумулатор, а бързото превключване се осъществява от механична система. Монтира се под капака, над активната част на разпределителния трансформатор, а електрическата система е в отделна кутия.

Недостатък на този стъпален регулатор е, че не осигурява вертикален монтаж, а поставянето му под капака на трансформатора затруднява монтажа на проходните изолатори за средно и ниско напрежение. Друг недостатък е, че двукратното комутиране на вакуумната дъгогасителна камера при едно превключване намалява електрическия ресурс, а липсата на пружинен акумулатор може да създаде проблеми при внезапно прекъсване на електрозахранването по време на превключването.

Недостатък е и това, че механичната система и електрическата система на моторното задвижване са разделени, което затруднява ревизиите и не задоволява изискванията на стандарта. За да се направи ревизия и евентуален ремонт, трябва да се изключи електрозахранването и да се отвори трансформатора. Недостатък е също, че не осъществява регулиране в схема с прекъсване в средата.

Техническа същност на изобретението

Задачата на изобретението е да създаде трифазен стъпален регулатор на напрежение за разпределителни трансформатори, който да е с опростена конструкция и малки габарити и тегло. Да може да работи, както с линейна схема на регулиране, така и с такава прекъсната в средата. Да може да се вгражда в трансформатора, както хоризонтално, така и вертикално. Да има и вариант с маслоуплътнен маслен съд и възможност за ревизия без отваряне на трансформатора.

Задачата е решена с трифазен стъпален регулатор на напрежение, работещ като избирач под товар, съдържащ маслен съд, съставен от носеща глава, изолационен цилиндър и дъно. В носещата глава са разположени пружинен енергиен акумулатор и двоен превод с малтийски колела. Има по една главна вакуумна дъгогасителна камера и една спомагателна вакуумна дъгогасителна камера, които са свързани с резистори, за всяка фаза. Трите главни вакуумни дъгогасителни камери са закрепени на изолационен вал, а трите спомагателни вакуумни дъгогасителни камери са закрепени на втори изолационен вал, разположен успоредно на първия. По вътрешната повърхност на изолационния цилиндър, на равно ъглово разстояние, са монтирани неподвижни контактни елементи, които контактуват с подвижни контактни мостове, свързващи ги посменно с вакуумните дъгогасителни камери.

Съгласно изобретението, главната вакуумна дъгогасителна камера и спомагателната вакуумна дъгогасителна камера на всяка фаза са разположени по оста на изолационния цилиндър огледално една под друга със съседните неподвижни контактни изводи, на които са закрепени радиални контактни мостове. Те контактуват с П-образни неподвижни контактни елементи, монтирани през еднакви ъгли по вътрешната повърхност на изолационния цилиндър. Подвижните контактни изводи на вакуумните дъгогасителни камери също имат радиални контактни мостове, контактуващи с токоотвеждащи пръстени. Трите главни вакуумни дъгогасителни камери на трите фази са закрепени на изолационен сегмент от тръба, а трите спомагателни вакуумни дъгогасителни камери са закрепени на втори изолационен сегмент, на който е хванат и резистор. Всеки сегмент е свързан с по едно малтийско колело, монтирано в носещата глава. Двете малтийски колела са с възможност за двустъпково завъртане от две разместени на определен ъгъл ролки на двойния превод, който е във взаимодействие с червячното колело с червяк на изходящ вал, директно куплиран със задвижващ вал на моторно задвижване.

Подвижният контактен извод на всяка вакуумна дъгогасителна камера има кобилица, гъвкава връзка и контактни пружини. Кобилицата е с ролка, която при превключване е в контакт с челни зъби на изолационен диск и е с възможност за отваряне на съответната вакуумна дъгогасителна камера, като на кобилицата е предвидена плъзгаща се връзка за регулирането на контактния разтвор.

Червячното колело има зъб, който е във взаимодействие със зъб на диск за зареждане на пружините. Връзката между диска и двойния превод е осъществена чрез зъбите на съединител с ъглова хлабина.

Стъпалният регулатор може да регулира под товар, както трансформатори с линейна регулационна намотка, така и такива с регулационна намотка прекъсната в средата. В този случай двата контактни моста, свързани с двата извода на съответната вакуумна дъгогасителна камера са разместени на ъгъл 36° и контактуват с два съседни неподвижни контактни елемента. При спомагателната камера връзката между двата контактни моста е прекъсната и там е включен резисторът.

Стъпалният регулатор може да се монтира вертикално до активната част на трансформатора или хоризонтално над активната част, под капака.

Описаният стъпален регулатор може да се вгради в допълнителен маслоуплътнен маслен съд, като механизмите са монтирани върху носещ фланец, под който е закрепена контактна система. Тя се свързва електрически с изводите на изолационния цилиндър чрез щепселни контактни възли.

Предимство на стъпалния регулатор на напрежение съгласно изобретението е, че е с опростена конструкция с малки габарити и тегло, подходяща за вграждане в разпределителни трансформатори. Друго предимство е, че може да работи, както в схема с линейна регулационна намотка, така и в схема с прекъсната в средата регулационна намотка. Предимство е и това, че стъпалният регулатор може да се монтира, както вертикално, така и хоризонтално. Също така предимство е, че има вариант стъпалният регулатор да може да се изважда за ревизия без да се отваря трансформатора.

Пояснение на приложените фигури

Примерно изпълнение на стъпалния регулатор на напрежение за разпределителни трансформатори, съгласно изобретението, е показано на приложените фигури, от които:

фигура 1 представлява двете електрически схеми, чрез които стъпалният регулатор може да регулира напрежението под товар:

а) Линейна схема;

б) Схема с прекъсната в средата регулационна намотка.

Фигура 2 - два възможни начина на вграждане на стъпалния регулатор в казана на разпределителния трансформатор:

а) Вертикален монтаж;

б) Хоризонтален монтаж.

Фи гура 3 - надлъжен разрез през стъпалния регулатор и шест напречни разреза.

Фигура 4 - вариант, при който стъпалният регулатор е вграден в маслоуплътнен маслен съд и може да се изважда за ревизия.

Примери за изпълнение на изобретението

Показаната на Фиг. 1, а) линейна схема на регулиране под товар съдържа основна намотка А, регулационна намотка В, с контактни елементи С, свързани с отклоненията на регулационната намотка, линеен извод D, една главна вакуумна дъгогасителна камера V1 и една спомагателна вакуумна дъгогасителна камера V2, свързана последователно с резистор R. Това е електрическа схема на една фаза, а другите две фази са като нея и не са показани. Най-често трите фази са изолирани една от друга и са свързани в триъгълник. В случая могат да се превключат 9 стъпала.

Схемата, показана на Фиг. 1, б) е с регулационна намотка В прекъсната в средата, която в случая осигурява диапазон ±4 стъпала. Характерно за стъпалния регулатор, съгласно изобретението е, че с малки конструктивни промени на контактната система може да се използва, както едната схема, така и другата.

На Фиг. 2 са показани два възможни варианта за вграждане на стъпалния регулатор Е в схематично показания казан F на разпределителния трансформатор. Носещата глава Н (поз. а) на стъпалния регулатор е монтирана върху капака К на трансформатора, към който, както е прието, е закрепена и активната част L. Моторното задвижване М също е хванато към капака К и е свързано с носещата глава с вал N. Предимство на този вариант е, че не се променя начина на монтаж на непоказаните проходни изводи за средно и ниско напрежение.

На Фиг. 2, б) стъпалният регулатор Е е монтиран хоризонтално под капака К на трансформатора. Носещата глава Н е същата, но с малко променена конструкция. Свързана е с моторното задвижване чрез ъглова зъбна предавка Р.

На Фиг. 3 е дадена конструкцията на стъпалния регулатор, в случая за вертикален монтаж. Носещи са главата 1, изолационния цилиндър, съставен от два сегмента 2 и 3, с цел облекчаване на монтажа, и дъно 4. Носещата глава 1 е съставена от корпус 5 с фланец 6 и капак 7. Вътре в главата има вертикална ос 8, на която са лагерувани диск 9, свързан с единия край на превключваща пружина 10, червячно зъбно колело 11 и двоен превод 12 с две задвижващи ролки 13, разположени на определен ъгъл помежду си от двете страни на двойния превод 12. Червячното колело 11 се задвижва от червяк 14, част от вал 15, който е свързан с моторното задвижване (Фиг. 2). Взаимодействието между червячното колело 11 и диска 9, за да се опънат превключващите пружини 10, става чрез двата зъба 16 и 17 (р-р В-В). Взаимодействието между диска и двойния превод става чрез двата зъба 18 и 19 (р-р С-С), между които е осигурен свободен ход 20. В центъра, по оста на масления съд, на корпуса 5 е лагерувано долно малтийско колело 21, свързано със сегмент 22 от изолационна тръба. В това малтийско колело е лагеруван вал 23, на който са монтирани горно малтийско колело 24, свързано с втори сегмент 25, и цифров диск 26.

Към сегмента 22 са монтирани три спомагателни вакуумни дъгогасителни камери V2, по една за всяка фаза X, Y, Z. Към сегмента 25 са монтирани три главни вакуумни дъгогасителни камери V1, обърнати огледално на V2. Фазите X и Y реализират схемата от Фиг. 1, а) (р-р D-D). За намаляване на броя на чертежите на фазата Z е дадена конструкция, реализираща схемата от Фиг. 1, б) (р -р Е-Е). Неподвижният извод на вакуумната дъгогасителна камера V1 e свързан с контактен мост 27, а разположеният до него неподвижен извод на вакуумната дъгогасителна камера V2 - с контактен мост 28. Този мост е изолиран от V2 и между него и V2 е свързан резистор R, който е закрепен на сегмента 22. При фазите X и Y двата моста са разположени един под друг в статично положение и са в контакт с един от десетте П-образни неподвижни контактни елементи 29, закрепени на равни ъглови разстояния по вътрешната повърхност на изолационния цилиндър, съставен от сегментите 2 и 3. Изводът 30 от подвижния контактен елемент на всяка вакуумна дъгогасителна камера е свързан с кобилица 31 с ролка 32, която контактува с изолационен диск 33 с челни зъби 34. Кобилицата 31 е свързана с извода 30 чрез ролки 35 и има контактни пружини 36 и гъвкава връзка 37. Настройката на контактния разтвор на вакуумната дъгогасителна камера става чрез специално плъзгаща се връзка 38, установена на кобилицата 31. Гъвкавата връзка 37 е свързана с контактен мост 39, който контактува с токоотвеждащ пръстен 40 с извод 41. Изводите 41 на вакуумна дъгогасителна камера V1 и вакуумна дъгогасителна камера V2 са свързани с външен проводник 42.

Как се реализира схемата от Фиг. 1, б) може да се види на фаза Z и разрез Е-Е. Два контактни моста 43 и 44 са свързани с двата извода на вакуумна дъгогасителна камера V1 и са установени на два съседни П образни неподвижни контактни елемента 45 (в случая разположени на ъгъл 36°). Аналогични контактни мостове са монтирани на двата извода на вакуумна дъгогасителна камера V2, но между тях е свързан резистор R. П-образните контактни елементи 45 на главната вакуумна дъгогасителна камера V1 и на спомагателната вакуумна дъгогасителна камера V2 са свързани с проводник 46. Долните краища на двата сегмента 22 и 25 са лагерувани на ос 47, монтирана на дъното 4.

Стъпалният регулатор от Фиг. 3 е разположен в масленото пространство на разпределителния трансформатор и не е с отделно масло, както е прието при стъпалните регулатори на силови трансформатори. За да се направи ревизия на стъпалния регулатор трябва да се отвори трансформатора. На Фиг. 4 е представен вариант, при който стъпалният регулатор от Фиг. 3 е поставен в маслоуплътнен съд, съставен от носеща глава 1, изолационен цилиндър 2 и дъно 3. Носещата глава 1 има корпус 4 с фланец 5 и капак 6. Контактните системи 7 на стъпалния регулатор от Фиг. 3 са закрепени под носещ фланец 8, върху който са монтирани механизмите, означени със същите номера, както тези на Фиг. 3. Носещата глава на стъпалния регулатор от Фиг. 3 отпада. Неподвижният край на превключващите пружини 10 е хванат към колона 9, монтирана върху носещия фланец 8. За да се направи ревизия при изключен трансформатор се сваля капакът 6 и се изважда носещия фланец 8 заедно с механизмите и контактните системи 7. Електрическата връзка се осъществява от по десет щепселни контакта А за всяка фаза X, Y, Z и един или няколко щепселни контакта В за токовия извод.

Действието на стъпалния регулатор е следното.

Задвижващият вал на моторното задвижване е свързан с входящия вал 15 (Фиг. 3) на стъпалния регулатор. Червякът 14 завърта червячното колело 11 на един оборот на превключване. Чрез зъба 16 червячното колело 11 се завърта, с помощта на зъба 17, диска 9 и превключващите пружини се натягат. При преминаване на мъртва точка на носача на подвижния край на пружината, енергията в нея се освобождава. Зъбът 18 на диска 9 завърта скокообразно зъба 19 на двойния превод 12, който извършва завъртане на 180°. Двете ролки 13 на превода последователно преместват двете малтийски колела 21 и 24 на една ъглова стъпка от 36°. Така сегментът 22 завърта трите спомагателни вакуумни дъгогасителни камери V2, а сегментът 25 трите главни вакуумни дъгогасителни камери V1. Подвижните контактни мостове 27 и 28 последователно преминават на съседния неподвижен контактен елемент 29. Ролката 32 на съответната кобилица 31 чрез зъба 34 на диска 33 отваря съответната вакуумна дъгогасителна камера при завъртането и преминаване от един неподвижен контактен елемент на съседния става безтоково. Така се осъществява мощностното превключване.

При регулиране в намотка, прекъсната в средата (Фиг. 1, б) се превключват последователно двата контактни моста 43 и 44 (Фиг. 3, р-р Е-Е, фаза Z) на главните вакуумни дъгогасителни камери, а след това на спомагателните вакуумни дъгогасителни камери. При обратното превключване последователността е обратна.

Claims (1)

1. Стъпален регулатор на напрежение за разпределителни трансформатори, съдържащ маслен съд, съставен от носеща глава, изолационен цилиндър и дъно, пружинен енергиен акумулатор и двоен превод с малтийски колела, разположени в носещата глава, една главна вакуумна дъгогасителна камера и една спомагателна вакуумна дъгогасителна камера, свързани с резистор на фаза, монтирани на два изолационни вала, извършващи двустъпково превключване, неподвижни контактни елементи, разположени по вътрешната повърхност на изолационния цилиндър и подвижни контактни мостове, свързващи тези контактни елементи с вакуумните дъгогасителни камери, характеризиращ се с това, че главната вакуумна дъгогасителна камера (V1) и спомагателната вакуумна дъгогасителна камера (V2) на всяка фаза (X, Y, Z) са разположени по оста на изолационния цилиндър (2, 3) огледално една под друга със съседните неподвижни контактни изводи, на които са закрепени радиални контактни мостове (27, 28), контактуващи с П-образни неподвижни контактни елементи (29), монтирани през еднакви ъгли по вътрешната повърхност на изолационния цилиндър (2, 3), като подвижните контактни изводи на вакуумните дъгогасителни камери (V1, V2) също имат радиални контактни мостове (39), контактуващи с токоотвеждащи пръстени (40), като трите главни вакуумни дъгогасителни камери (V1) на трите фази (X, Y, Z) са закрепени на изолационен сегмент (25) от тръба, а трите спомагателни вакуумни дъгогасителни камери (V2) са закрепени на втори изолационен сегмент (22), на който е хванат и резистор (R), при което сегментът (25) е свързан с малтийско колело (24), монтирано в носещата глава (1), а сегментът (22) е свързан с второ малтийско колело (21), като двете малтийски колела са с възможност за двустъпково завъртане от две разместени на определен ъгъл ролки (13) на двойния превод (12), който е във взаимодействие с червячното колело (11) с червяк (14) на изходящ вал (15), директно куплиран със задвижващ вал на моторно задвижване.