BR112020012156A2 - comutador de derivação de carga e transformador de malha local - Google Patents
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Abstract
A invenção se refere a um comutador de derivação de carga (10), compreendendo - uma primeira haste do seletor (21) e uma segunda haste do seletor (25); - uma haste do interruptor de comutação de carga (51); - um meio de comutação (55); - uma transmissão (19); em que - a primeira haste do seletor (21), a segunda haste do seletor (25) e a haste do interruptor de comutação de carga (51) estão dispostas de maneira colinear; - a transmissão (19) está configurada - para mover as hastes do seletor (21, 25) em uma primeira direção durante uma comutação a partir de um contato do seletor (29A) para um contato do seletor adjacente (29B); - durante a comutação para mover a haste do interruptor de comutação de carga (51) na primeira direção e em uma segunda direção, que é contrária à primeira direção, a fim de acionar o meio de comutação (55).
Description
[0001] A invenção se refere a um comutador de derivação de carga e a um transformador de malha local com um comutador de derivação de carga.
[0002] A regulamentação de transformadores de malha local está ganhando crescente significância devido ao aumento de produtores de energia alternativa, tais como, por exemplo, instalações de energia eólica ou instalações de energia solar fotovoltaicas, em malhas de baixa tensão ou malhas de média tensão. Os comutadores de derivação de carga convencionais, usados em transformadores de alta tensão, não são adequados para transformadores de malhas locais, até mesmo se apenas devido ao seu tamanho.
[0003] Portanto, é um objetivo da presente invenção criar um comutador de derivação de carga, particularmente, compacto e confiável para transformadores de derivação, particularmente transformadores de malha local, assim como um transformador de malha local com um comutador de derivação de carga.
[0004] Em contrapartida desta fundamentação, a invenção propõe as matérias das reivindicações independentes. Formas vantajosas de modalidades da invenção são descritas nas reivindicações dependentes.
[0005] A invenção propõe um comutador de derivação de carga que compreende - uma primeira haste do seletor e uma segunda haste do seletor; - uma haste do interruptor de comutação de carga; - um meio de comutação; e - uma transmissão; em que
- a primeira haste do seletor, a segunda haste do seletor e a haste do interruptor de comutação de carga estão dispostas de maneira colinear; - a transmissão está disposta com a finalidade de - mover as hastes do seletor durante a comutação a partir de um contato do seletor para um contato do seletor adjacente em uma primeira direção; - mover a haste do interruptor de comutação de carga durante a comutação na primeira direção e uma segunda direção que é oposta à primeira direção, de modo a acionar o meio de comutação.
[0006] O comutador de derivação de carga, de acordo com a invenção, compreende duas hastes do seletor, que simulam a construção de um comutador de derivação e, permitem assim um modo compacto de construção. Uma possibilidade é criada, de realizar comutações de cargas rapidamente e de maneira confiável, isto é, durante a operação do transformador de derivação, de maneira simples, econômica e com economia de espaço por meio de uma haste do interruptor de comutação de carga. Nesse caso, a transmissão do comutador de derivação de carga torna possível mover as hastes do seletor e a haste do interruptor de comutação de carga no momento correto e realizar uma comutação. A fim de tornar possível um modo de construção particularmente compacto, a haste do interruptor de comutação de carga é, para acionamento do meio de comutação, movida em uma primeira direção e uma segunda direção oposta à primeira direção. As hastes do seletor e a haste do interruptor de comutação de carga estão, nesse caso, dispostas para serem colineares. Essa configuração também permite disposição de economia de espaço de todas as partes do comutador de derivação de carga e, nesse caso, garante a funcionalidade e um alto nível de confiabilidade. As hastes do seletor e/ou a haste do interruptor de comutação de carga podem cada uma ser de construção de parte única ou parte múltipla.
[0007] De acordo com pelo menos uma forma de modalidade, a transmissão compreende um primeiro pinhão de entrada de acionamento e um primeiro pinhão de saída de acionamento, em que um eixo de acionamento move a primeira haste do seletor por meio do primeiro pinhão de entrada de acionamento e o primeiro pinhão de saída de acionamento durante a comutação.
[0008] De acordo com pelo menos uma forma de modalidade, a transmissão compreende um segundo pinhão de entrada de acionamento e um segundo pinhão de saída de acionamento, em que o eixo de acionamento move a segunda haste do seletor por meio do segundo pinhão de entrada de acionamento e o segundo pinhão de saída de acionamento durante a comutação.
[0009] De acordo com pelo menos uma forma de modalidade, a transmissão compreende uma manivela e uma biela, em que o eixo de acionamento move a haste do interruptor de comutação de carga por meio da manivela e da biela e, assim, aciona o meio de comutação durante a comutação. Contudo, o meio de comutação também pode ser projetado para ser acionado diretamente por meio da haste do interruptor de comutação de carga.
[0010] Além disso, pode ser provido que - a haste do interruptor de comutação de carga tem um perfil do excêntrico, - o dispositivo de comutação é conectado de maneira mecânica com uma alavanca de desvio, - o meio de comutação é acionado por meio da alavanca de desvio e do perfil do excêntrico durante a comutação.
[0011] De acordo com pelo menos uma forma de modalidade, a alavanca de desvio se desloca pelo menos parcialmente ao longo do perfil do excêntrico durante o acionamento do meio de comutação. Para essa finalidade, a alavanca de desvio pode compreender um rolo.
[0012] Além disso, pode ser provido que a transmissão seja disposta com a finalidade de acionar um meio de comutação adicional durante a comutação. Nesse caso, a haste do interruptor de comutação de carga pode compreender o meio de comutação adicional. O meio de comutação adicional pode compreender pelo menos um contato e ser construído como um comutador de ponte.
[0013] Além disso, pode ser provido que a transmissão esteja disposta com a finalidade de mover a primeira haste do seletor na primeira direção durante a comutação, movendo em seguida a haste do interruptor de comutação de carga na primeira e na segunda direção e movendo em seguida a segunda haste do seletor na primeira direção.
[0014] Adicionalmente, pode ser provido que a transmissão esteja disposta com a finalidade de mover a haste do interruptor de comutação de carga várias vezes na primeira direção e/ou várias vezes na segunda direção durante a comutação.
[0015] Adicionalmente, pode ser provido carga que a haste do interruptor de comutação abra e feche o meio de comutação durante a comutação.
[0016] Além disso, pode ser provido que a transmissão seja construída como uma transmissão Roda de Genebra.
[0017] Além disso, a placa de base e/ou o eixo de transmissão e/ou a transmissão e/ou as hastes do seletor e/ou o pinhão de entrada de acionamento e/ou o pinhão de saída de acionamento e/ou a haste do interruptor de comutação de carga e/ou a manivela e/ou a biela e/ou a alavanca de desvio e/ou o rolo podem ser construídos a partir de um material eletricamente não condutor, tais como, por exemplo, papel ligado à resina sintética ou fibra de vidro.
[0018] De acordo com a invenção, um transformador de malha local, que compreende um comutador de derivação de carga, conforme a invenção, é indicado.
[0019] Os desenhos mostram na: Figura 1 um comutador de derivação de carga de acordo com a invenção, Figura 2 uma forma de modalidade de uma transmissão no comutador de derivação de carga, Figura 3 uma vista detalhada da transmissão, Figura 4 uma vista adicionalmente detalhada da transmissão, Figura 5 uma forma de modalidade de acionamento de um meio de comutação e Figura 6 um transformador de malha local com um comutador de derivação de carga.
[0020] Um comutador de derivação em carga 10 com um seletor 20 e um comutador de derivação de carga 50 são ilustrados na Figura 1. O comutador de derivação em carga 10 é acionado por meio de um eixo de acionamento 18 por meio da transmissão 19. Nesse caso, o seletor 20 compreende uma primeira haste do seletor 21 e uma segunda haste do seletor 25. O comutador de derivação de carga 50 compreende uma haste do interruptor de comutação de carga 51. Uma vez que a forma da modalidade ilustrada do comutador de derivação em carga é de configuração trifásica, o comutador de derivação de carga 50 compreende um respectivo meio de comutação 55 para cada fase. Cada meio de comutação 55 pode ser construído como um interruptor de vácuo, como um interruptor semicondutor ou a partir de contatos simples. O eixo de acionamento 18 move a primeira e segunda hastes do seletor 21, 25, assim como a haste do interruptor de comutação de carga 51 por meio da transmissão 19. O comutador de carga 50 e o seletor 20 estão dispostos em uma placa de base 17. Além disso, uma pluralidade de contatos do seletor 29 é montada em uma placa de base 17. Os contatos do seletor 29 são conectados às derivações de bobinagem 70, que não são mostradas neste documento, de um enrolamento de regulação 71 de um transformador de derivação 72, particularmente um transformador de malha local.
[0021] Na Figura 2, a transmissão 19 é retratada na região do seletor 20 com um primeiro pinhão de entrada de acionamento 31 e um segundo pinhão de entrada de acionamento 35, assim como um primeiro pinhão de saída de acionamento 41 e um segundo pinhão de saída de acionamento 45. Além disso, pode ser visto que a primeira e a segunda hastes do seletor 21, 25 cada uma têm região dentada 22 ou 26 em um lado voltado para a transmissão.
[0022] Uma vista detalhada da transmissão 19 é ilustrada na Figura 3. A superfície externa 30 do primeiro pinhão de entrada de acionamento 31 é dividida em duas partes 32, 34. A primeira parte 32 da superfície externa 30 tem um entalhe 33 e a segunda parte 34 tem dois dentes 36, em que os entalhes 33 da primeira parte 32 percorrem entre os dois dentes 36 da segunda parte 34. Isso se aplica equivalentemente ao segundo pinhão de entrada de acionamento 35. Os pinhões de entrada de acionamento 31 e 35 são dispostos em imagem espelhada um ao outro no eixo de acionamento 18.
[0023] A superfície externa 40 do pinhão de saída de acionamento 41 é dividida em duas partes 42 e 44. A primeira parte 42 tem quatro dentes 43 simetricamente distribuídos. O pinhão de saída de acionamento 41 é dentado uniformemente na segunda parte 44. Os quatro dentes 43 simetricamente distribuídos passam de maneira homogênea para a segunda parte dentada. Isso se aplica equivalentemente ao segundo pinhão de saída de acionamento 45. Os pinhões de saída de acionamento 41 e 45 estão em conexão operacional com as hastes do seletor 21 e 25 por meio das regiões parcialmente dentadas 22 e 26.
[0024] A transmissão 19 torna possível mover as hastes do seletor 21 e 25 em uma primeira direção durante uma comutação a partir de um contato do seletor 29A para um contato do seletor adjacente 29B (vide
Figura 1). No caso de uma comutação seguinte, as hastes do seletor 21 e 25 são movidas na mesma primeira direção ou em uma segunda direção oposta, desta forma, a partir do contato do seletor 29B para o contato do seletor adjacente 29A.
[0025] A combinação que consiste em uma haste do seletor 21 e 25, um pinhão de saída de acionamento 41 e 45 e um pinhão de entrada de acionamento 31, 36 torna possível converter o movimento rotacional contínuo do eixo de acionamento 18 em um movimento linear e/ou escalonado da haste do seletor 21 e 25 em uma primeira direção. Devido ao fato de que o primeiro e o segundo pinhões de entrada de acionamento 31 e 35 estão dispostos no eixo de acionamento 18 para serem inclinados um em relação ao outro, ocorre um movimento das duas hastes do seletor 21 e 25 inclinadas em tempo em relação uma a outra. Além disso, as respectivas primeiras partes 32, 42 dos pinhões de entrada de acionamento 31, 35 e os pinhões de saída de acionamento 41, 45 previnem o movimento da respectiva haste do seletor 21, 25 fora de uma comutação. As superfícies externas 30 com o entalhe 33 do pinhão de entrada de acionamento 31, 35 e os quatro dentes 43 do pinhão de saída de acionamento 41, 45 criam segurança contra torção. A transmissão 19 também pode ser construída como uma transmissão Roda de Genebra.
[0026] O eixo de acionamento 18 com uma manivela 53 e uma biela 54 é ilustrado na Figura 4. A biela 54 é conectada de maneira mecânica em uma primeira extremidade com a manivela 53 e em uma segunda extremidade com a haste do interruptor de comutação de carga
51. Através da rotação do eixo de acionamento 18, a haste do interruptor de comutação de carga 51 é movida por meio da manivela 53 e da biela 54 durante a comutação na primeira direção e em uma segunda direção oposta à primeira direção. Como resultado, no caso de comutação a partir de um contato do seletor 29A para um contato do seletor adjacente 29B, as hastes do seletor 21, 25 são desta forma movidas em uma primeira direção e a haste do interruptor de comutação de carga 51 é movida na primeira direção e na segunda direção oposta à primeira direção.
[0027] Em outras palavras, a primeira haste do seletor 21 e a segunda haste do seletor 25 são dispostas de maneira paralela em um plano, a primeira haste do seletor 21 e a haste do interruptor de comutação de carga 51 são dispostas de maneira paralela em um plano e a segunda haste do seletor 25 e a haste do interruptor de comutação de carga 51 está disposta de maneira paralela em um plano; isso significa de maneira colinear.
[0028] No caso de comutação, as hastes do seletor 21, 25 são movidas com uma inclinação em tempo em uma primeira direção, isto é, para a direita ou esquerda ou de maneira crescente ou decrescente. Em contrapartida, a haste do interruptor de comutação de carga 51, no caso de uma comutação, é movida em uma primeira direção e uma segunda direção oposta à primeira direção, isto é, à direita e esquerda ou, de maneira inversa crescente ou decrescente, ou inversamente.
[0029] Contudo, a haste do interruptor de comutação de carga 51 também pode ser movida várias vezes na primeira ou na segunda direção durante uma comutação. Nesse caso, a mudança direcional múltipla ocorre de maneira constante em sucessão.
[0030] Adicionalmente, é possível acionar a haste do interruptor de comutação de carga 51 por meio de uma transmissão parcialmente dentada e/ou uma transmissão Roda de Genebra através do eixo de acionamento 18.
[0031] A haste do interruptor de comutação de carga 51 tem, para acionamento de cada meio de comutação 55, um perfil do excêntrico
52. Na forma de modalidade descrita neste documento, a haste do interruptor de comutação de carga 51 tem três perfis do excêntrico 52. O perfil do excêntrico 52 serve para acionamento do meio de comutação 55, neste exemplo, acionamento de um interruptor de vácuo. Além disso, a haste do interruptor de comutação de carga 51 aciona um segundo meio de comutação 56 adicional. Este meio de comutação 56 adicional ou segundo é construído como um comutador de ponte e compreende um primeiro contato 63 e um segundo contato 64. Nesse caso, os contatos 63, 64 são conectados de maneira mecânica à haste do interruptor de comutação de carga 51.
[0032] Uma forma de modalidade do interruptor de comutação de carga 50 para acionamento do meio de comutação 55 e do segundo meio de comutação 56 é ilustrado na Figura 5. Nesse caso, uma alavanca de desvio 57 está disposta entre a haste do interruptor de comutação de carga 51 e o meio de comutação 55 a ser montado de maneira rotativa. Uma primeira extremidade 60 da alavanca de desvio 57 tem um rolo 58 que se desloca pelo menos parcialmente ao longo do perfil do excêntrico 52 durante o movimento da haste do interruptor de comutação de carga 51. A segunda extremidade 61 da alavanca de desvio 57 é conectado de maneira mecânica com o meio de comutação 55, Na forma de modalidade mostrada neste documento, o contato móvel 62 do meio de comutação 55, que é construído como um interruptor de vácuo, é movido e o interruptor de vácuo é fechado ou aberto. O acionamento do meio de comutação 55 também pode ocorrer diretamente por meio da haste do interruptor de comutação de carga 51. Nesse caso, um rolo 58, que através do movimento ao longo do perfil do excêntrico 52 abre ou fecha o interruptor de vácuo, seria montado no contato móvel 62 do meio de comutação 55.
[0033] O segundo meio de comutação 56 é acionado em paralelo com o mesmo. Nesse caso, os contatos 63, 64, que são fixados à haste do interruptor de comutação de carga 51, do comutador de ponte são empurrados contra contatos fixos ou separados dos mesmos.
[0034] Quando o interruptor de comutação de carga 50 é acionado, a haste do interruptor de comutação de carga 51 é desta forma movida uma ou várias vezes na primeira e na segunda direção. Os meios de comutação 55, 56 são então acionados uma ou várias vezes, isto é, os contatos abertos ou fechados ou fixos são transpostos pressionando ou separados ao desconectar. Isso depende da sequência de comutação.
[0035] A placa de base 17 e/ou o eixo de transmissão 18 e/ou transmissão 19 e/ou as hastes do seletor 21, 25 e/ou o pinhão de entrada de acionamento 31/35 e/ou o pinhão de saída de acionamento 41/45 e/ou a haste do interruptor de comutação de carga 51 e/ou a manivela 53 e/ou a biela 54 e/ou a alavanca de desvio 57 e/ou o rolo 58 é ou são de um material eletricamente não condutor, tais como, por exemplo, papel ligado à resina sintética ou fibra de vidro.
[0036] A Figura 6 mostra uma ilustração esquemática de um transformador de derivação 72, particularmente transformador de malha local, com o comutador de derivação de carga 10 de acordo com a invenção. Os contatos do seletor 29 são conectados com derivações de bobinagem 70 de um enrolamento de regulação 71.
NÚMEROS DE REFERÊNCIA 10 comutador de derivação de carga 17 placa de base 18 eixo de acionamento 19 transmissão 20 seletor 21 primeira haste do seletor 22 região dentada de 21 25 segunda haste do seletor 26 região dentada de 25 29 contatos do seletor 29A contatos do seletor 29B contatos do seletor 30 superfície externa de 31/35 31 primeiro pinhão de entrada de acionamento
32 primeira parte de 30 33 entalhe 34 segunda parte de 30 35 segundo pinhão de entrada de acionamento 36 dentes de 31/35 40 superfície externa de 41/45 41 primeiro pinhão de saída de acionamento 42 primeira parte de 40 43 quatro dentes 44 segunda parte de 40 45 segundo pinhão de saída de acionamento 50 interruptor de comutação de carga 51 haste do interruptor comutação de carga 52 perfil do excêntrico 53 manivela 54 biela 55 meio de comutação 56 segundo meio de comutação ou adicional 57 alavanca de desvio 58 rolo 60 primeira extremidade de 57 61 segunda extremidade de 57 62 contato móvel 63 primeiro contato de 56 64 segundo contato de 56 70 derivações de bobinagem 71 enrolamento de regulação 72 transformador de derivação/transformador de malha local
Claims (15)
1. Comutador de derivação de carga (10), caracterizado pelo fato de que compreende: - uma primeira haste do seletor (21) e uma segunda haste do seletor (25); - uma haste do interruptor de comutação de carga (51); - um meio de comutação (55); - uma transmissão (19); em que - a primeira haste do seletor (21), a segunda haste do seletor (25) e a haste do interruptor de comutação de carga (51) estão dispostas de maneira colinear; - a transmissão (19) está disposta com a finalidade de - mover as hastes do seletor (21, 25) durante a comutação a partir de um contato do seletor (29A) para um contato do seletor adjacente (29B) em uma primeira direção; - mover a haste do interruptor de comutação de carga (51) durante a comutação na primeira direção e uma segunda direção que é oposta à primeira direção, de modo a acionar os meios de comutação (55).
2. Comutador de derivação de carga (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que - a transmissão (19) compreende um primeiro pinhão de entrada de acionamento (31) e um primeiro pinhão de saída de acionamento (41), - um eixo de acionamento (18) move a primeira haste do seletor (21) por meio do primeiro pinhão de entrada de acionamento (31) e do primeiro pinhão de saída de acionamento (41) durante a comutação.
3. Comutador de derivação de carga (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que - a transmissão (19) compreende um segundo pinhão de entrada de acionamento (35) e um segundo pinhão de saída de acionamento (45),
- o eixo de acionamento (18) move a segunda haste do seletor (25) por meio do segundo pinhão de entrada de acionamento (35) e do segundo pinhão de saída de acionamento (45) durante a comutação.
4. Comutador de derivação de carga (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que - a transmissão (19) compreende uma manivela (53) e uma biela (54), o eixo de acionamento (18) move a haste do interruptor de comutação de carga (51) por meio da manivela (53) e da biela (54) e, desta forma, aciona o meio de comutação (55) durante a comutação.
5. Comutador de derivação de carga (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que - a haste do interruptor de comutação de carga (51) tem um perfil do excêntrico (52), - o dispositivo de comutação (55) é conectado de maneira mecânica com uma alavanca de desvio (57), - o meio de comutação (55) é acionado por meio da alavanca de desvio (57) e do perfil do excêntrico (52) durante a comutação.
6. Comutador de derivação de carga (10), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a alavanca de desvio (57) se desloca pelo menos parcialmente ao longo do perfil do excêntrico (52) durante o acionamento dos meios de comutação (55).
7. Comutador de derivação de carga (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a transmissão (19) está disposta com a finalidade de acionar um meio de comutação (56) adicional durante a comutação.
8. Comutador de derivação de carga (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que
- a haste do interruptor de comutação de carga (51) compreende o meio de comutação (56) adicional.
9. Comutador de derivação de carga (10), de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que o meio de comutação (56) adicional compreende pelo menos um contato (63, 64), que é configurado como um comutador de ponte.
10. Comutador de derivação de carga (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que - a transmissão (19) está disposta com a finalidade de mover a primeira haste do seletor (21) na primeira direção durante a comutação, movendo em seguida a haste do interruptor de comutação de carga (51) na primeira e segunda direções e movendo em seguida a segunda haste do seletor (25) na primeira direção.
11. Comutador de derivação de carga (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que - a transmissão (19) está disposta com a finalidade de mover a haste do interruptor de comutação de carga (51) várias vezes na primeira direção e/ou várias vezes na segunda direção durante a comutação.
12. Comutador de derivação de carga (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que - a haste do interruptor de comutação de carga (51) abre e fecha o meio de comutação (55) durante a comutação.
13. Comutador de derivação de carga (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que - a transmissão (19) está configurada como uma transmissão Roda de Genebra.
14. Comutador de derivação de carga (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende - um comutador de carga (50) com
- três meios de comutação (55), que são construídos como interruptores de vácuo, - três meios de comutação (5) adicionais, que são construídos como comutadores de ponte, - uma haste do interruptor de comutação de carga (51); - um seletor (20) com - uma primeira e uma segunda haste do seletor (21, 25); - uma transmissão (19) que - aciona o interruptor de comutação de carga (50) e o seletor (20).
15. Transformador de malha local caracterizado pelo fato de que compreende um comutador de derivação de carga, conforme qualquer uma das reivindicações de 1 a 14.
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