CN105610362A - 变压器分接开关输出电压自动调节器的机械装置 - Google Patents

变压器分接开关输出电压自动调节器的机械装置 Download PDF

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Abstract

一种变压器分接开关输出电压自动调节器的机械装置，安装于分接开关（29）的顶部，包括分接开关的调节转轴（22）、档位定位齿（31）和卡齿（30），其特征是分接开关的调节转轴（22）顶端穿过固定基板（26）的转轴穿孔，基板固定圈（21）及螺母套在调节转轴上，上下夹紧将固定基板定位，固定基板上安装有正反转步进电机（24）及其传动部件（25），固定基板上还安装有红外发射管和接收管，正反转步进电机通过其传动部件与调节转轴连接，所述的档位定位齿（31）与卡齿（30）相对安装在同一平面上。本装置与专门配套的电器装置组合成自动调节器，应用于变压器分接开关的输出电压调节，具有调控及时、精细，可带电和遥控自动调节，省时、省劳、安全、效率高的优点。

Description

变压器分接开关输出电压自动调节器的机械装置
技术领域
本发明涉及一种油浸式电力变压器用的无励磁分接开关输出电压自动调节器的机械装置。
背景技术
油浸式电力变压器用的无励磁分接开关调节输出电压，需管理人员亲临该变压器的实际安装现场手动调节，还需停电操作，影响用户端的正常用电，存在着较严重的人身和电器的安全隐患，不能进行有效地通讯联系和遥控自动操作，调节电压的效率低、耗时、费劳，很难及时、精细地适时调节输出电压，影响供电质量。
据2002年7月出版的《变压器》杂志39卷第7期登载刘刚、秦伟撰写的“新型盘型励磁分接开关”一文介绍，上世纪末至今有对盘型开关变压器箱盖高度调低的，有加强漏油密封性的，有改进绝缘材料的，但未见有遥控自动操作分接开关输出电压的电器装置与专门配套的机械装置组合，进行遥控自动调压的机械装置的报道和实物面市。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种调节电力变压器分接开关输出电压自动调节器的机械装置，该装置与专门与其配套应用的电器装置（同日另申请专利）结合，共同实现调节电力变压器分接开关输出电压的自动远程调节。
解决上述技术问题采用如下技术方案：本变压器分接开关输出电压自动调节器的机械装置，安装于分接开关的顶部，包括分接开关的调节转轴、档位定位齿和卡齿，分接开关的调节转轴穿过固定基板的转轴穿孔，基板固定圈及螺母套在调节转轴上，上下夹紧将固定基板定位，固定基板上安装有正反转步进电机及其传动部件，固定基板上还安装有红外发射管和接收管，正反转步进电机通过其传动部件与调节转轴扳手连接，档位定位齿与卡齿相对安装在同一平面上。
所述的正反转步进电机的传动部件为连杆、连杆组、齿轮副、齿轮与齿条组合件中任一种；所述的正反转步进电机有配套的固定支架；所述的正反转步进电机传动部件可按需有支架和滑轨。
现已安装使用的大部分电力变压器,要调节输出电压，必须手动调节变压器的分接开关。由于电力变压器的分接开关紧邻高压套管，所以为了保证人身安全必须停止供电，而本设备的外界控制部分直接安装在变压器的分接开关上，不需要工作人员去手动操作分接开关，因此不必停电。
本设备的主控芯片通过电源电路中的三相电压采样电路，实现AD转换计算，可以实时监测变压器三相输出电压实时值，一旦变压器输出电压超出用户设置的电压值范围，主控芯片电路立刻驱动外部控制电路，通过外部控制电路自动调节变压器的分接开关，从而控制变压器的输出电压达到用户所需要的电压范围内。
本设备的通信电路包括本地有线的RS485电路、远程无线通信电路和SIM卡电路，本地有线通信电路采用工业用的RS485技术，抗干扰能力强，通信距离远（可达3000米），可接入现有的本地工业局域网。同时包含无线通信电路，插入手机SIM卡，可以远程连接到通信主站，用户可以直接在办公室里电脑远程查看变压器的实时运行信息和对实时调节变压器的输出电压。当控制设备需要程序升级时，可直接通过无线通信电路实现远程在线程序升级，无需奔赴现场。
本发明的有益效果是采用本机械装置与专门配套的电器装置组合而成的输出电压自动调节器，使分接开关实现遥控自动调节，不必亲临变压器安装现场手动操作，可带电调节和遥控自动调节输出电压，调节及时、精细、不影响用户用电，调节省时、省劳、安全、效率高。
附图说明
图1为本机械装置结构示意图；
图2为电原理框图；
图3为电源电路图；
图4为主控芯片电路图；
图5为通信电路图；
图6为显示电路图；
图7为外部控制电路图。
具体实施方式
本发明下面结合实施例并参照附图予以详述：
图1显示了本机械装置的结构示意图，本机械装置必须与专门设置的电器装置配套应用，组合成完整的变压器分接开关输出电压自动调节器，才能实际应用。本变压器分接开关输出电压自动调节器的机械装置，安装于分接开关29的顶部，包括分接开关的调节转轴22、档位定位齿31和卡齿30，分接开关的调节转轴22顶端穿过固定基板26的转轴穿孔，基板固定圈21及螺母套在调节转轴上，上下夹紧将固定基板定位，固定基板上还安装有红外发射管和接收管，正反转步进电机通过其传动部件与调节转轴连接，所述的档位定位齿31与卡齿30相对安装在同一平面上。所述的正反转步进电机的传动部件25为连杆、连杆组、齿轮副、齿轮与齿条组合件中任一种。所述的正反转步进电机24有配套的固定支架23。所述的正反转步进电机传动部件25可按需有支架28和滑轨27。本变压器分接开关的机械装置为防尘、防雨的需要应有一个外壳，全部置于该外壳内，整体安装在变压器分接开关顶部。图1中的动力传动部件是以连杆组为例示意，且配有支架和滑轨，若用齿轮副或齿轮齿条组合件则是否需要支架和滑轨，可视安装需要自定。因本机械装置的运作和有益效果的体现，必须由专门配套的电器装置结合，为此下面介绍电器装置的有关电路图及各电路的连接关系。
图2给出了各个电路框图及相互的连接关系，电源电路负责其他各个电路的电源供给，主芯片控制电路负责其他电路的控制，通信电路负责设备与外界的联系，外部控制电路负责执行主控命令，显示电路负责与用户的信息交换。
图3的电源电路中，三相交流电A、B、C、N分别经过防雷电路6的压敏电阻YM1、YM2、YM3，输出后分别进入降压电路7中的变压器T1、T2、T3的输入端，输出后分别经过保护电路8中的双向瞬态抑制二极管D1、D2、D3，接着分别进入整流滤波电路9中的整流桥U13、U14、U15，经整流输出后进行波形滤波处理，整流滤波电路的输出端分别连接到电压采样电路11的输入端，经过R42、R43、R44、R45、R46、R47、C34、C35、C36输出三相采样电压AD0、AD1、AD2，整流滤波电路9中的U13输出端的另一支路连接到稳压电路10中的U2、U11、U12的输入端和外部控制电路5，U2的输出端连接到通信电路3中的无线模块电路13，U11的输出端连接到通信电路3中的RS485电路12、主控芯片电路2和外部控制电路5，U12的输出端连接到主控芯片电路2和显示电路4。
图4为主控芯片电路，主控芯片是整个设备的智能控制大脑，决定整个设备能够按照用户的要求智能运行，因此主控芯片的选择非常重要。本设备采用业界领先的微处理器制造公司NXP公司的LPC1766，LPC1766是NXP公司推出的基于ARMCortex-M3内核的微控制器LPC17XX系列中的一员。LPC17XX系列Cortex-M3微处理器用于处理要求高度集成和低功耗的嵌入式应用。LPC1700系列微控制器的操作频率可达100MHz。ARMCortex-M3CPU具有3级流水线和哈佛结构。LPC17XX系列微控制器的外设组件包含高达512KB的flash存储器、64KB数据存储器、以太网MAC、USB主机/从机/OTG接口、8通道DMA控制器、4个UART、2条CAN通道、2个SSP控制器、SPI接口、3个IIC接口、2输入和2输出的IIS接口、8通道的12位ADC、10位DAC、电机控制PWM、正交编码器接口、4个通用定时器、6输出他的通用PWM、带有独立电池供电的超低功耗RTC和多达70个的通用IO管脚。LPC1766的晶振输入脚XTAL连接晶振，主芯片控制电路2和其他电路的连接关系是：LPC1766的AD口连接电源电路1的电压采样电路11，LPC1766的IO口中的P2.0—P2.7连接显示电路4中的液晶显示电路15的控制脚LCDD0—LCDD7，LPC1766的IO口中的P2.8、P0.5—P0.9连接到液晶显示电路15的控制脚LCDRST、LCDRD、LCDCD、LCDWR、LCDCS,LPC1766的IO口中的P0.4、P4.28、P1.14—P1.17连接到显示电路4中的按键电路16，LPC1766的UART2口连接到通信电路3的RS485电路12数据输入端，LPC1766的UART1口连接到通信电路3的无线通讯模块电路13数据输入端，LPC1766的IO口中的P1.18—P1.22连接到显示电路4的档位指示电路17的输入端，LPC1766的IO口中的P0.17—P0.21连接到外部控制电路5的步进电机的控制电路19的输入端，控制步进电机的转动。
图5为通信电路，是设备和外界信息互通的硬件组成，通信电路3由RS485电路12、无线通讯模块电路13和SIM卡电路14组成，RS485电路12中的485芯片U5的RO连接主芯片控制电路2中LPC1766的P0.11，DI连接LPC1766的P0.10，RE与DE连接LPC1766的P1.0，而A、B管脚通过TV1、TV2、TV3与外部接线端子连接，无线通讯模块电路13中的通讯模块U8的GND与VCC之间连接电容C14、C16、C17、C21，RXD与LPC1766的P0.15连接，TXD与LPC1766的P0.16连接，其中SIMVCC、SIMRST、SIMCLK、SIMI0管脚分别与SIM卡电路14中SIM的VCC、RST、CLK、DATA管脚对应连接。
图6为显示电路，显示电路是人机交互的硬件组成，显示电路4由液晶显示电路15、按键电路16和档位指示电路17组成，档位指示电路17中的U6的数据输入端1A、2A、3A、4A和5A连接到外部控制电路5的红外输入端，同时经过电阻R50、R51、R52、R53和R54上拉连接到LPC1766的IO口中的P1.18—P1.22，U6的输出端1Y、2Y、3Y、4Y、5Y分别连接到指示灯LED2、LED3、LED4、LED5、LED6的正极，指示灯LED2、LED3、LED4、LED5、LED6的负极接到GND，按键电路16采用由6个轻触按钮KEY1、KEY2、KEY3、KEY4、KEY5、KEY6组成，轻触按钮KEY1、KEY2、KEY3、KEY4、KEY5、KEY6一端分别接到LPC1766的IO口中的P0.4、P4.28、P1.14—P1.17，另外一端并接到GND。
图7为外部控制电路，外部控制电路5主要由红外定位电路18和步进电机驱动电路19组成，步进电机驱动电路19的U7输入端IN1、IN2、IN3、IN4、ENA和ENB连接到LPC1766的IO口中的P0.17—P0.21，U7输出端OUT1、OUT2、OUT3、OUT4连接到步进电机的控制线，5V电源通过电阻R13连接到红外定位电路18的红外发射管LED1的正极，LED1的负极接GND,红外定位电路18的接收管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5的一端连接到LPC1766的IO口中的P1.18—P1.22和显示电路4中的档位指示电路17中的U6的数据输入端1A、2A、3A、4A和5A。
本发明提供了一种带载调节普通电力变压器的输出电压的方法，解决了普通电力变压器要调节输出电压必须停电的问题；再是提供了一种根据设置的参数可自动调节输出电压以达到所设定的电压值；还提供了一种通过无线技术可远程调节变压器的输出电压和有线本地调节变压器的输出电压。
本机械装置在进行自动遥控调压时，配套的电器装置接受到调节指令后主动下发解锁命令驱动外部控制电路，已启动的步进电机通过传动部件驱动分接开关，调节转轴连同扳条按预设参数快速步进运动到指定档位位置，此时红外定位电路自动触发，电器装置执行调档状态核对和验证工作。待档位校验无误后，与步进电机连接的电器装置自动切换到锁紧状态，调节输出电压的工作结束。

Claims (4)

1.一种变压器分接开关输出电压自动调节器的机械装置，安装于分接开关(29)的顶部，包括分接开关的调节转轴(22)、档位定位齿(31)和卡齿(30)，其特征是分接开关的调节转轴(22)顶端穿过固定基板(26)的转轴穿孔，基板固定圈(21)及螺母套在调节转轴上，上下夹紧将固定基板定位，固定基板上安装有正反转步进电机(24)及其传动部件(25)，固定基板上还安装有红外发射管和接收管，正反转步进电机通过其传动部件与调节转轴连接，所述的档位定位齿(31)与卡齿(30)相对安装在同一平面上。
2.如权利要求1所述的变压器分接开关输出电压自动调节器的机械装置，其特征是所述的正反转步进电机的传动部件(25)为连杆、连杆组、齿轮副、齿轮与齿条组合件中任一种。
3.如权利要求1所述的变压器分接开关输出电压自动调节器的机械装置，其特征是所述的正反转步进电机(24)有配套的固定支架(23)。
4.如权利要求1所述的变压器分接开关输出电压自动调节器的机械装置，其特征是所述的正反转步进电机传动部件(25)可按需有支架(28)和滑轨(27)。
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