CN102315029B - 用于分接开关中的预选器的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于操作圆柱体分接开关的预选器的装置。分接开关的预选器具有为预选器的可移动触点提供可变速度的操作装置。在包括圆柱体的圆柱体分接开关中提供该装置，该圆柱体具有在圆柱体以内延伸的和预选器触点和分接触点，该装置包括触点载体和用于向触点载体提供旋转移动的驱动机构，该触点载体具有用于与圆柱体的预选器触点配对的至少一个可移动触点，该触点载体在使用期间借助驱动机构来旋转，从而使得可移动触点有选择地与圆柱体的内侧上的预选器触点配对。该装置的特征在于驱动机构经由交错机构操作性地连接到触点载体，该交错机构被布置成向触点载体提供角速率可变的旋转。

Description

用于分接开关中的预选器的方法和系统
技术领域
本发明一般涉及用于变压器的分接开关，并且特别涉及一种用于操作变压器的分接开关的预选器的装置。
背景技术
在功率变压器中，有载分接开关(OLTC)用来在向变压器赋能之时改变变压器绕组的分接连接。由于变压器在使用之中，所以在改变分接连接时将出现电弧。预选器在有载分接开关中用来实现连接或者断开变压器绕组的匝。预选器也可以用来连接绕组的整个部分。在预选器的触点中，当移动触点时也将出现电弧。如果未约束电弧，则出现触点的磨损增加以及有损坏变压器绕组的风险、因而分接开关和变压器均缩短工作寿命。在最坏情况的场合中，预选器中的电弧将变为短路，从而引起对变压器的严重损坏。
为了限制预选器的触点中的电弧，使用所谓束缚电阻器。以经过束缚电阻器的受控电流这一形式释放在断开预选器的触点时存储的能量而不是引起电弧。虽然束缚电阻器适于作为一种良好作用的解决方案，但是他们有一些弊端。它们昂贵而笨重，并且优选地仅仅在如果有具体境况需要这样安装时才加以安装。风险在于现场条件未完全已知或者改变，如果未安装束缚电阻器则结果为损坏变压器。另外如果安装束缚电阻器，则能量仍将以热的形式存在于电阻器中。
另外，为了保证恰当功能，重要的是预选器在定位于适当位置时被安全锁定。有如下已知系统，其中通过两个表面相互高摩擦接触来实现预选器的锁定功能。然而由于两个表面接触引起锁定功能，所以当无需在表面之间的高摩擦时、即当将分离预选器触点时也引起这样的高摩擦。如果未快速分离触点，则将在分离期间出现更多电弧从而造成触点的不必要磨损以及损坏变压器绕组的风险。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种无上述弊端的用于变压器分接开关上的预选器的装置。具体而言，本发明的目的在于提供对预选器触点的快速分离。
这一目的通过提供一种用于操作圆柱体分接开关的预选器的装置来实现，该分接开关包括圆柱体，该圆柱体具有在圆柱体以内延伸的预选器触点和分接触点，该装置包括触点载体和用于向触点载体提供旋转移动的驱动机构，该触点载体具有用于与圆柱体的预选器触点配对的至少一个可移动触点，该触点载体在使用期间借助驱动机构来旋转，从而使得可移动触点有选择地与圆柱体的内侧上的预选器触点配对。该预选器装置的特征在于驱动机构经由交错机构操作性地连接到触点载体，该交错机构被布置成向触点载体提供角速率可变的旋转。优选地，提供触点的几何定位，从而使得可变角速率在可移动触点从对应圆柱体触点断开时最大。
在一个优选实施例中，交错机构包括凸轮结构和凸轮跟随器，该凸轮跟随器在旋转期间作用于凸轮结构上。优选地，凸轮跟随器与凸轮结构相抵地由弹簧加载。
在一个实施例中，交错机构包括布置成为机构提供第一搁放位置的至少一个终止槽，第一搁放位置与可移动触点在与圆柱体触点之一接触的位置重合。
在一个实施例中，凸轮结构和凸轮跟随器提供搁放位置，其中凸轮跟随器包括为凸轮跟随器提供第一和第二锁定位置的第一和第二槽，这些锁定位置提供机构的第一和第二搁放位置。
凸轮跟随器可以搁放于这些位置，并且这些位置对应于可移动触点与圆柱体的对应触点的接触位置。
优选地，凸轮结构包括第一和第二凸轮，并且提供在第一与第二凸轮之间的槽。这一槽是用于控制和限制(凸轮跟随器并且由此控制和限制)可移动触点在圆柱体的两个相继固定触点之间移动期间的旋转速度的中间槽。
在一个实施例中，驱动机构按基本上恒定速度驱动分接开关的可移动分接触点。在预选器操作期间的可变速度实质上仅由交错机构(比如由凸轮结构和凸轮跟随器构造)提供。
让分接触点借助如下切换轴杆而可移动是分接开关的适当和优选实施例，该轴杆轴向和竖直布置于圆柱体的中心并且该轴杆由驱动机构驱动。
另外，在一个优选实施例中，分接开关包括用于在切换期间中断分接开关中的电流的真空断续器。
附图说明
图1图示了凸轮跟随器定位于第一锁定终止位置的机构。
图2图示了凸轮跟随器移至第一凸轮位置的机构。
图3图示了在中间位置的机构。
图4图示了移至第二凸轮的凸轮跟随器。
图5图示了其中凸轮跟随器定位于第二锁定和终止位置的系统。
图6图示了预选器的多个部分的透视图。
图7图示了具有分接开关的变压器。
图8图示了分接开关的主要部分和用于切换分接开关的装置。
具体实施方式
图7图示了变压器11的概况，该变压器具有用于在第一电压电平与第二电压电平之间变换电力的第一组端子12和第二组端子13。变压器11在具有三个输出触点26、27、28的预选器下面具有分接开关10，该分接开关具有示意性地图示的各自用于相应一相的三组分接触点。图7图示了可以从配备有本发明的预选器装置中受益的已知类型的变压器分接开关。图8图示了包括根据本发明的预选器装置的分接开关的主要部分。分接开关10包括用于驱动分接开关的电动机22，该电动机经由链接装置23操作性地连接到分接开关的驱动机构21。分接开关也包括布置于变压器壳以内的绝缘圆柱体24，该圆柱体具有环形分接触点，并且切换轴杆布置于圆柱体内。切换轴杆25载有可移动触点部分，即随着轴杆移动，这些触点被布置成有选择地与圆柱体的对应触点部分配对。驱动机构21被布置成提供驱动转矩以旋转切换轴杆25，由此操控分接开关的分接部分的触点。驱动机构也操作性地连接到预选器，并且布置成驱动预选器的触点载体9，该触点载体载有可移动预选器触点8。可移动预选器触点8被布置成在由驱动机构21旋转时有选择地与圆柱体的固定预选器触点26、27、28配对。驱动机构21可以包括用于向分接开关的切换轴杆25和预选器的触点载体9两者提供旋转的Malteser齿轮。ABBAB已经在若干版本中提供具有Malteser齿轮的分接开关(例如具有BUE或者BUL驱动机构的UC分接开关或者具有驱动BUF3的UZE/UZF类型的UC分接开关)，且这里将不具体描述这一齿轮机构。
预选器也包括用于变化可移动触点的速度的机构1。提供这一机构1用于将从驱动机构21输入的均一旋转运动变换成向触点载体9施加的交错旋转运动。交错机构1提供速度变化的交错旋转，并且交错机构1操作性地连接到触点载体9，从而使得最大速度与移动触点8的断开时刻(即可移动触点8离开固定圆柱体触点26、27或者28的时刻)重合。因此，交错机构使触点的更快分离成为可能。
将参照图1-图5描述根据本发明的交错机构1的示例。应当注意，可以使用其它用于提供交错运动的机构而不脱离如权利要求书限定的本发明。然而，这些附图描述一种具有可靠构造的优选机构。优选实施例的交错机构包括凸轮结构5和凸轮跟随器2，该凸轮跟随器被布置成与凸轮结构配合以提供交替暂停和加速运动。凸轮跟随器2固着到轴杆3，该轴杆耦合到驱动机构21，并且布置成从驱动机构21向凸轮跟随器2赋予旋转运动。凸轮跟随器2借助弹簧4加载到与凸轮结构的表面接触。凸轮结构5包括在凸轮结构中为凸轮跟随器提供第一和第二终止位置的第一槽16和第二槽18。在终止位置(在16和18处)之间布置第一凸轮5a和第二凸轮5b，并且在这些凸轮5a、5b之间布置第三槽17，将该第三槽提供为用于凸轮跟随器2的中间位置。通过在槽16、17、18之间移动凸轮跟随器2经过凸轮5a、5b来产生交错运动。
图6图示了具有可移动触点8和交错机构的预选器装置的多个部分的透视图。分接开关圆柱体具有外部预选器分接触点7，这些触点延伸到圆柱体中并且提供预选器的内部圆柱体触点26-28，这些圆柱体触点被布置成有选择地与触点载体9载有的可移动触点8配对。图6图示了包括凸轮结构2和跟随器5的交错机构可以如何布置于圆柱体的顶部。参照图1-图5描述交错机构的工作。
图1-图5示出了在预选器的切换操作期间凸轮跟随器2在凸轮结构5上运转的通道。在图1中，凸轮跟随器2处于第一槽16中，从而为交错机构提供第一终止位置。这一终止位置对应于用于预选器的可移动触点的触点位置，因此可移动触点8在终止位置与固定圆柱体触点中的第一圆柱体触点配对。图5示出了相对的终止位置，其中预选器开关的可移动触点8与圆柱体2的固定触点中的第二固定触点配对。典型切换操控从图1中所示位置开始而在图5的位置终止。在图2中，由轴杆3旋转的凸轮跟随器2已经从第一终止位置启动它的移动并且遇到凸轮结构5的第一凸轮5a。当凸轮跟随器2在旋转期间与第一凸轮5a相遇时压缩弹簧4，并且这一压缩由于在第一凸轮5a与第一槽16之间的接触表面斜面而产生运动阻力。以这一方式减缓凸轮跟随器2的运动。这一运动阻力在驱动机构21和电动机22中产生转矩。该阻力在凸轮跟随器2爬上凸轮5a时保持旋转速度持续为低。在图2中，凸轮跟随器已经到达第一凸轮5a的顶部。经过凸轮顶部释放电动机22和驱动机构21中的转矩以及弹簧力，并且角速度增加。在图3中，凸轮跟随器2已经进入凸轮结构5在槽5a、5b之间的中间槽17。在第一凸轮5a(图2)的顶部与中间槽17(图3)之间，凸轮跟随器对接第一凸轮5a的第二斜面，其中电动机22和驱动机构21的转矩以及压缩的弹簧推动凸轮跟随器，该凸轮跟随器移向凸轮结构5，并且弹簧力和释放的转矩“顺着斜面”向凸轮跟随器2赋予加速度。这一加速阶段将速度增至最高速度，适当地使这与切换阶段基本上重合，其中可移动触点8失去与圆柱体的固定触点26、27、28的接触并且与这些固定触点断开。因此，固定触点相对于可移动触点的角位置被布置成在可移动触点和固定触点的相互速度高并且接近它的最高值时，在加速时段终止时提供触点分离。优选地，略微在触点分离的时间点之后到达最高速度，从而使得电弧风险最小。
图3图示了凸轮跟随器2进入中间槽17，这防止跟随器2的不受控制的移动，取而代之，槽17在与第二凸轮5b的斜面相遇时向凸轮跟随器2提供中间暂停，从而跟随器2在中间槽17与第二凸轮5b之间的斜面上移动时减速。
图4图示了凸轮跟随器2到达第二凸轮5b的顶部，其中旋转速度已经再次减至最小值。随后，凸轮跟随器2将运转到第二凸轮5b，其中压缩的弹簧4再次贡献于旋转速度并且凸轮跟随器2进入第二终止槽18。使进入第二终止槽与可移动触点8开始与圆柱体上的固定触点中的第二固定触点接触重合。在图5中图示了终止位置。

Claims (7)

1.一种用于操作圆柱体分接开关(10)的预选器的装置，所述分接开关包括圆柱体(24)，所述圆柱体具有在所述圆柱体以内延伸的预选器触点(26-28)和分接触点(7)，所述装置包括触点载体(9)和用于向所述触点载体(9)提供旋转移动的驱动机构(21)，所述触点载体具有用于与所述圆柱体(24)的所述预选器触点配对的至少一个可移动触点(8)，所述触点载体(9)在使用期间借助所述驱动机构(21)来旋转，从而使得所述可移动触点(8)有选择地与所述圆柱体的内侧上的所述预选器触点(26-28)配对，其特征在于所述驱动机构(21)经由交错机构(1)操作性地连接到所述触点载体(9)，所述交错机构被布置成向所述触点载体(9)提供交错运动，
其中所述交错机构(1)包括凸轮结构(5)和凸轮跟随器(2)，所述凸轮跟随器(2)在旋转期间作用于所述凸轮结构(5)上，所述凸轮结构包括第一和第二凸轮(5a，5b)并且在所述第一与第二凸轮(5a，5b)之间提供槽(17)，并且其中所述交错机构(1)被配置为使得所述可移动触点(8)的最大速度与所述可移动触点(8)与所述预选器触点(26-28)的断开时刻重合。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述凸轮跟随器(2)与所述凸轮结构(5)相抵地由弹簧(4)加载。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述交错机构(1)包括布置成为所述机构提供第一搁放位置的至少一个终止槽(16，18)，所述第一搁放位置与所述可移动触点(8)在与所述预选器触点(26-28)之一接触的位置重合。
4.根据权利要求3所述的装置，其中所述凸轮结构(5)包括为所述凸轮跟随器(2)提供第一和第二锁定位置的第一和第二槽(16，18)，所述锁定位置提供所述机构的所述第一搁放位置以及所述机构的第二搁放位置。
5.根据权利要求1-4中的任一权利要求所述的装置，其中所述驱动机构按基本上恒定的速度驱动所述分接开关的可移动触点。
6.根据权利要求5所述的装置，其中所述分接触点借助切换轴杆(25)可移动，所述切换轴杆轴向和竖直地布置于所述圆柱体的中心并且由所述驱动机构驱动。
7.根据权利要求1-4及6中的任一权利要求所述的装置，其中所述分接开关包括用于在切换期间中断所述分接开关中的电流的真空断续器。
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