CN106653426A - 一种配电变压器专用有载调压开关 - Google Patents

一种配电变压器专用有载调压开关 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种配电变压器专用有载调压开关，该开关包括步进电机、变速箱、滚珠丝杠、直线导轨、时序齿条、绝缘支架、连接件、螺栓型滚针轴承、选择开关组件、切换开关组件。本发明解决了现有技术中配电变压器有载调压开关实现有载调压需定期维护的问题，同时解决了现有技术中有载分接开关结构复杂、成本高的问题。通过将滚珠丝杠的滚珠螺母、直线导轨、时序齿条一体化连接驱动选择开关组件和切换开关组件，简化了结构，降低了成本。在不改变配电变压器形状和体积基础上，实现了配电变压器带负荷情况下频繁的电压调整，稳定了供电电压，降低了损耗，同时实现了其寿命周期等同于配电变压器器身的寿命周期，且在其寿命周期内无需维护，提高了配电变压器有载调压的可靠性。

Description

一种配电变压器专用有载调压开关
技术领域
本装置涉及电力产品技术领域，具体而言，涉及一种配电变压器专用有载调压开关。
背景技术
配电变压器是供电网的最后一级变压器，应用于国计民生的各个领域，遍布城乡各个角落，数量庞大。现役配电变压器均是无励磁调压方式，调压时需要先切断电源，然后再手动调整无励磁调压开关，调整完毕后再恢复送电。由于需要停电才能调压，且不能做到及时调压，所以在实际供电网中配电变压器等于没有调压措施，造成了供电电压合格率低、稳定性差，使用电设备运行不正常，造成配电变压器本身和用电设备损耗增加。近年，有将主变压器的有载调压开关应用于配电变压器实现有载调压的案例，但主变压器的有载调压开关需定期维护，不能满足配电变压器的可靠性要求，不适用数量庞大的配电变压器。
德国MR公司在中国申请了如下申请号的中国发明专利：1、申请号为201380020207.9，发明名称为“有载分接开关”；2、申请号为201380020450.0，发明名称为“有载分接开关”；3、申请号为201380020742.4，发明名称为“有载分接开关”；4、申请号为201380020745.8，发明名称为“有载分接开关”。上述四项发明专利要求保护的核心是借助于一个共同的马达驱动装置在没有中间设置蓄能器的情况下不仅操纵选择器触点单元，而且操纵用于无中断的有载切换的开关器件。但上述四项专利的传动机构和操纵机构的机械结构复杂、成本高。
上海华明电力设备制造有限公司申请的申请号为201510106843.4，发明名称为“电抗式真空条形有载分接开关”的发明专利。其发明专利要求保护的核心是其传动机构取消了现有技术中的锥齿轮传动装置，采用直线电机驱动其中一个滑块在两个导向杆上滑动，滑块通过条形凸轮带动其他滑块在两个导向杆上运动。但其操纵机构的机械结构仍较复杂、成本较高，且采用直线电机驱动，成本较高。
上述五项发明专利虽然省去了蓄能器耗费的构造并由此在运行安全提高的同时简化了设计结构，但对于数量庞大的配电变压器，仍存在有载分接开关机械结构较复杂、成本较高的问题，同时其设计构思中均未对有载分接开关寿命周期及维护问题进行阐述，对于配电变压器的高可靠性要求，有载分接开关需要更高可靠性要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种配电变压器专用有载调压开关，解决了现有技术中配电变压器实现有载调压的可靠性问题，同时解决了现有技术方案中存在的有载分接开关结构复杂、成本高的问题。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
用于配电变压器在带负荷情况下频繁调整电压的一种配电变压器专用有载调压开关，包括绝缘支架、选择开关组件、切换开关组件，其特征在于：还包括步进电机、变速箱、滚珠丝杠、直线导轨、时序齿条、连接件、螺栓型滚针轴承；
所述变速箱、所述滚珠丝杠、所述直线导轨、所述螺栓型滚针轴承、所述选择开关组件、所述切换开关组件均固定在所述绝缘支架上；
所述步进电机安装在所述变速箱上，驱动所述变速箱转动；所述变速箱与所述滚珠丝杠连接，驱动所述滚珠丝杠转动；
所述滚珠丝杠的滚珠螺母、所述直线导轨、所述时序齿条通过所述连接件连接成一体；
所述滚珠丝杠带动所述直线导轨与所述时序齿条的运动及精准定位；
所述直线导轨驱动所述选择开关组件完成调压档位的选择；
所述时序齿条驱动所述切换开关组件完成调压档位的切换。
根据本发明的一种优选实施方式，所述时序齿条控制所述选择开关组件和所述切换开关组件的动作时序。
根据本发明的一种优选实施方式，所述时序齿条上有时序位凸，所述时序位凸控制所述切换开关组件的切换时点。
根据本发明的一种优选实施方式，所述螺栓型滚针轴承安装在所述时序齿条下方，并与所述时序齿条接触，用来支撑所述时序齿条。
相对于现有技术，本发明的有益效果是简化了配电变压器专用有载调压开关的结构设计，降低了成本，在不改变配电变压器形状和体积的基础上，实现了配电变压器在带负荷情况下频繁的电压调整，稳定了供电电压，降低了损耗；同时实现了其寿命周期等同于配电变压器器身的寿命周期，且在其寿命周期内无需维护的特性，提高了配电变压器有载调压的可靠性。
附图说明
图1是本发明配电变压器专用有载调压开关安装在配电变压器本体内的整体外形图；
图2是本发明配电变压器专用有载调压开关内部结构图a，在其绝缘支架一侧上安装有直线导轨及选择开关组件；
图3是本发明配电变压器专用有载调压开关内部结构图b，在其绝缘支架另一侧上安装有时序齿条及切换开关组件；
图4是本发明配电变压器专用有载调压开关的部分操纵机构连接图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下所描述的实施方式仅用于更加清晰地说明本发明的技术方案，是本发明选定的实施方式，而不是全部的实施方式，不能以此来限制本发明的保护范围。本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
参见图1，本发明配电变压器专用有载调压开关2安装在配电变压器1内的整体外形图，由图可知只有配电变压器专用有载调压开2的步进电3在配电变压器的箱盖外，其他部分均在配电变压器本体内，且不改变配电变压器的体积和形状。
参见图2和图3，本发明公开一种配电变压器专用有载调压开关2，包括步进电机3、变速箱4、滚珠丝杠5、直线导轨6、时序齿条7、绝缘支架8、连接件9.1、9.2、9.3、螺栓型滚针轴承10.1、10.2、10.3、选择开关组件11.1、11.2、11.3、切换开关组件12.1、12.2、12.3。变速箱4、直线导轨6、螺栓型滚针轴承10.1、10.2、10.3、选择开关组件11.1、11.2、11.3、切换开关组件12.1、12.2、12.3均固定在绝缘支架8上，滚珠丝杠5通过丝杠支架13.1、13.2固定在绝缘支架8上。步进电机3安装在变速箱4上，驱动变速箱4转动，变速箱4通过其上的传动轴17驱动滚珠丝杠5转动。滚珠丝杠5的滚珠螺母15、直线导轨6、时序齿条7通过连接件9.1连接成一体，滚珠丝杠5转动带动直线导轨6与时序齿条7的运动及精准定位。
直线导轨6运动，通过连接件9.1、9.2、9.3驱动选择开关组件11.1、11.2、11.3完成调压档位的选择。时序齿条7运动，通过其上的时序位凸14驱动切换开关组件12.1、12.2、12.3完成调压档位的切换。时序齿条7上有若干个时序位凸14，时序位凸14的数量与位置根据调压档位数及切换开关组件12.1、12.2、12.3和选择开关组件11.1、11.2、11.3的动作时间及时序来确定，时序位凸14控制切换开关组件12.1、12.2、12.3的切换时点，时序齿条7控制选择开关组件11.1、11.2、11.3和切换开关组件12.1、12.2、12.3的动作时序。时序齿条7的下方安装有螺栓型滚针轴承10.1、10.2、10.3，螺栓型滚针轴承10.1、10.2、10.3用来支撑时序齿条。
参见图4，具有一定俯视角度的透视图，示意滚珠丝杠5的滚珠螺母15、直线导轨6及时序齿条7刚性连接成一体。由图可知，滚珠螺母座16安装在滚珠螺母15上，用于连接滚珠螺母15与连接件9.1，直线导轨6、时序齿条7及滚珠丝杠的滚珠螺母15通过连接件9.1刚性连接成一体，在运动过程中为了能有足够的驱动力，直线导轨6和时序齿条7又通过连接件9.2、9.3刚性连接在一起。当传动轴17驱动滚珠丝杠5运动时，滚珠丝杠5 带动时序齿条7和直线导轨6运动，从而驱动切换开关组件12.1、12.2、12.3和选择开关组件11.1、11.2、11.3动作，完成配电变压器不同绕组分接头之间的转换，完成电压的调整。
配电变压器专用有载调压开关2采用步进电机3，步进电机3相较其他马达驱动装置控制精准、寿命长；采用滚珠丝杠5，机械摩擦小；采用滚珠丝杠5的滚珠螺母15、直线导轨6、时序齿条7刚性一体化结构设计，且在时序齿条7下方设置螺栓型滚针轴承10.1、10.2、10.3，机械磨损小；调压过程中选择开关组件11.1、11.2、11.3和切换开关组件12.1、12.2、12.3均是轻冲量无冲击动作，机械寿命长；使得配电变压器专用有载调压开关2的寿命周期等同于配电变压器1器身的寿命周期，且在其寿命周期内频繁连续调压过程中无需维护。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干变化和改进，这些变化和改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.用于配电变压器在带负荷情况下频繁调整电压的一种配电变压器专用有载调压开关，包括绝缘支架、选择开关组件、切换开关组件，其特征在于：还包括步进电机、变速箱、滚珠丝杠、直线导轨、时序齿条、连接件、螺栓型滚针轴承；
所述变速箱、所述滚珠丝杠、所述直线导轨、所述螺栓型滚针轴承、所述选择开关组件、所述切换开关组件均固定在所述绝缘支架上；
所述步进电机安装在所述变速箱上，驱动所述变速箱转动；所述变速箱与所述滚珠丝杠连接，驱动所述滚珠丝杠转动；
所述滚珠丝杠的滚珠螺母、所述直线导轨、所述时序齿条通过所述连接件连接成一体；
所述滚珠丝杠带动所述直线导轨与所述时序齿条的运动及精准定位；
所述直线导轨驱动所述选择开关组件完成调压档位的选择；
所述时序齿条驱动所述切换开关组件完成调压档位的切换。
2.根据权利要求1所述的一种配电变压器专用有载调压开关，其特征在于：所述时序齿条控制所述选择开关组件和所述切换开关组件的动作时序。
3.根据权利要求1或2所述的一种配电变压器专用有载调压开关，其特征在于：所述时序齿条上有时序位凸，所述时序位凸控制所述切换开关组件的切换时点。
4.根据权利要求1至3所述的一种配电变压器专用有载调压开关，其特征在于：所述螺栓型滚针轴承安装在所述时序齿条下方，并与所述时序齿条接触，用来支撑时序齿条。
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