CN109192480A - 一种有载调压分接开关 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有载调压分接开关，包括主箱体、切换开关、分接选择器、储液箱、电动机构、传动杆、以及主传动轴，主箱体内填充有具有相变特性的绝缘冷却液，切换开关和主传动轴均浸于绝缘冷却液中；电动机构通过传动杆与切换开关连接；分接选择器位于主箱体的下方，通过主传动轴与切换开关连接；储液箱设置在主箱体的上方，储液箱内设置有容积可变的内胆，内胆与主箱体相连通并充有绝缘冷却液；储液箱上设有与内胆相连通的压力释放阀。本发明的有载调压分接开关通过设置容积可变的内胆以及压力释放阀，能够保障有载调压分接开关在运行时，能有效控制储液箱中的内部压力，从而满足氟碳蒸发冷却电力变压器的运行需求。
Description
技术领域
本发明涉及变压器电力设备领域，尤其涉及一种有载调压分接开关。
背景技术
有载调压分接开关是一种电力变压器专用组件。它通过调整变压器绕组匝数，改变变压器输入电压，进而保证输出电压稳定，在开关切换过程中，变压器可以连续运行，无需停机。
氟碳蒸发冷却电力变压器是一种具有不燃特性的高消防等级电力设备，其通过采用具有相变特性的氟碳绝缘冷却液，解决了变压器设备的局部过热问题。专利ZL201410459809.0中对氟碳蒸发冷却电力变压器的技术方案进行了详细叙述，然而目前尚无专门用于氟碳蒸发冷却电力变压器的有载调压分接开关组件。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种改进的有载调压分接开关。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种有载调压分接开关，包括主箱体、切换开关、分接选择器、储液箱、电动机构、传动杆、以及主传动轴，所述主箱体内填充有具有相变特性的绝缘冷却液，所述切换开关和所述主传动轴均浸于所述绝缘冷却液中；所述电动机构通过所述传动杆与所述切换开关连接；所述分接选择器位于所述主箱体的下方，通过所述主传动轴与所述切换开关连接；所述储液箱设置在所述主箱体的上方，所述储液箱内设置有容积可变的内胆，所述内胆与所述主箱体相连通并充有所述绝缘冷却液；所述储液箱上设有与所述内胆相连通的压力释放阀，用于将所述内胆的内部压力控制在所述压力释放阀的开启压力值以内。
优选地，所述切换开关采用若干个真空泡作为灭弧组件。
优选地，所述储液箱为波纹储液箱，所述波纹储液箱的箱壁由钢板焊接而成，所述内胆由不锈钢板制成，所述绝缘冷却液为氟碳绝缘冷却液。
优选地，当所述内胆的内部压力高于所述压力释放阀的开启压力时，所述压力释放阀打开，蒸汽从所述压力释放阀泄出，同时，所述压力释放阀的继电器发出报警信号；当所述内胆的内部压力低于所述压力释放阀的关闭压力时，压力释放阀关闭；所述压力释放阀的开启压力设定为15kPa、25kPa、35kPa、55kPa、70kPa、或85kPa，开启压力偏差±5kPa，与所述开启压力相对应的关闭压力分别不小于下列各值，分别对应为8kPa、13.5kPa、19kPa、29.5kPa、37.5kPa、45.5kPa。
优选地，所述储液箱上还设有与所述内胆相连通的压力传感器，用于实时监测所述内胆的内部压力；所述压力释放阀和所述压力传感器均设置在所述储液箱的顶部，并通过软管与所述内胆相连通；所述电动机构包括与所述压力释放阀和所述压力传感器通信连接的显示器，所述显示器接收所述压力传感器的信号，实时显示所述内胆的内部压力。
优选地，所述储液箱通过联管与所述主箱体相连通，所述联管为不锈钢波纹管。
优选地，所述联管上还设有流速继电器，用于监测所述联管中的液体流速，并可在所述液体流速达到设定流速时，发出跳闸信号至变压器主控室，将变压器从电网断开。
优选地，所述设定流速为1m/s。
优选地，所述储液箱通过支架固定在变压器箱体上，所述支架的高度可进行调节。
优选地，调节所述支架的高度，保证有载调压分接开关在正常运行时，所述内胆内的液面高于变压器箱体顶盖50cm以上。
本发明至少具有以下有益效果：本发明的有载调压分接开关，当绝缘冷却液吸收切换开关产生的热量或者吸收变压器通过主箱体箱壁传入的热量升温后，当温度达到绝缘冷却液的起始相变温度点时，绝缘冷却液在发热体表面发生相变，产生蒸汽，由于蒸汽密度小于液体密度，蒸汽以气泡的形式上浮至储液箱液面并逸出，从而产生蒸汽压；当蒸汽压力高于内胆起始膨胀压力时，内胆体积膨胀，从而提供容纳蒸汽的空间；当蒸汽压力进一步升高，高于压力释放阀的开启压力时，压力释放阀打开，将蒸汽从压力释放阀泄出，从而保证内胆中的蒸汽压力在压力释放阀的开启压力值以内，保障有载调压分接开关运行时，能够有效控制内胆中的内部压力，从而满足氟碳蒸发冷却电力变压器的运行需求。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明一些实施例中有载调压分接开关安装在氟碳蒸发冷却电力变压器上的断面结构示意图；
图2是本发明一些实施例中有载调压分接开关安装在氟碳蒸发冷却电力变压器上的侧视图；
图3是本发明一些实施例中有载调压分接开关主箱体的断面示意图；
图4是本发明一些实施例中有载调压分接开关储液箱的断面示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1-4所示为本发明一些实施例中的有载调压分接开关，其包括主箱体1、切换开关20、分接选择器2、储液箱3、电动机构4、传动杆5、主传动轴18、以及传动装置6。主箱体1内填充有具有相变特性的绝缘冷却液14，切换开关20和主传动轴18均浸于绝缘冷却液14中。分接选择器2位于主箱体1的下方，通过主传动轴18与切换开关20连接。电动机构4通过传动杆5和传动装置6与切换开关20连接。储液箱3设置在主箱体1的上方。储液箱3内设置有容积可变的内胆21，内胆21与主箱体1相连通，其内充有绝缘冷却液14。储液箱3上设有与内胆21相连通的压力释放阀8，用于将内胆21的内部压力控制在压力释放阀8的开启压力值以内。本发明的有载调压分接开关可以适用于氟碳蒸发冷却电力变压器中，尤其适用于电压等级为10kV～1000kV范围内的氟碳蒸发冷却电力变压器。可以理解地，该有载调压分接开关也可以适用于其他开关箱体内会产生蒸汽压力的变压器中。
氟碳蒸发冷却电力变压器内通常充满具有相变特性的氟碳绝缘冷却液，相应地，主箱体1内的绝缘冷却液14也可以采用同样的氟碳绝缘冷却液充满主箱体。有载调压分接开关可以通过法兰15安装在变压器箱体顶盖10上。
储液箱3可以为波纹储液箱，其可以通过支架12固定在变压器箱体16上。通过调节支架12的高度，可以保证有载调压分接开关在正常运行时，内胆21内的液面高于变压器箱体顶盖10一定距离，例如高于50cm以上，以给变压器箱体提供一定的压力。
波纹储液箱3的箱壁24可以由钢板焊接而成，波纹储液箱3的内部安装具有伸缩能力的、容积可变的内胆21，内胆21可以由不锈钢板制成。当内胆21内液面上的蒸汽压力高于内胆21的起始膨胀压力时，内胆21体积膨胀，从而提供容纳蒸汽的空间。
当变压器并网运行时，变压器本身产生的热量会向有载调压分接开关传递，主箱体1内的绝缘冷却液14吸收热量，绝缘冷却液14吸热后温度升高发生相变产生蒸汽，从而在液面上产生饱和蒸汽压，蒸汽压力升高使波纹储液箱3内的内胆21打开，内部空间增加。
当有载调压分接开关的切换开关20动作时，切换芯子有电流流过，同样会产生热量，传导至绝缘冷却液14进行散热。
波纹储液箱3的顶部可设有压力释放阀8和压力传感器9，用于实时测量内胆21的内部压力，并将该压力控制在压力释放阀8的开启压力值以内。内胆21与压力释放阀8和压力传感器9之间通过软管23连通，软管23可以为不锈钢波纹软管。当有载调压分接开关未工作时，内胆21内仅含有液态的绝缘冷却液14和少量空气；当有载调压分接开关正常工作时，绝缘冷却液14受热后产生蒸汽22，从而导致液面上产生蒸汽压，该蒸汽压力值通过压力传感器9测量后显示。
压力释放阀8可以将储液箱3中内胆21的内部压力控制在压力释放阀8的开启压力值以内。当有载调压分接开关内部产生的蒸汽压力高于压力释放阀8的开启压力时，压力释放阀8打开，蒸汽从压力释放阀8泄出，同时，压力释放阀8的继电器可发出报警信号；当蒸汽压力低于关闭压力时，压力释放阀8关闭。压力释放阀8的开启压力一般设定在10kPa-90kPa之间。压力释放阀8的开启压力通常设定为15kPa、25kPa、35kPa、55kPa、70kPa、85kPa，开启压力偏差±5kPa；与开启压力15kPa、25kPa、35kPa、55kPa、70kPa、85kPa相对应的关闭压力通常不小于下列各值，分别为8kPa、13.5kPa、19kPa、29.5kPa、37.5kPa、45.5kPa。
储液箱3可以通过联管11与主箱体1相连通，联管11可以采用不锈钢波纹管。联管11上还可以设有流速继电器17，用于监测联管11中的液体流速，并可在液体流速达到设定流速时，发出跳闸信号至变压器主控室，将变压器从电网断开。流速继电器17的进液口与有载调压分接开关主箱体1连接，出液口与储液箱3的底部连接。
电动机构4通常安装在变压器箱体16的外部侧壁上。电动机构4的内部装有开关档位指示器、显示器13和电动机。当接收到开关档位指示器的档位切换信号时，电动机转动，通过传动杆5和传动装置6传递到切换开关20和分接选择器2，带动切换开关20和分接选择器2动作，将触头转换到档位切换信号指示的相应档位。显示器13与压力释放阀8和压力传感器9通信连接，压力释放阀8和压力传感器9产生的信号可以通过电缆传输至显示器13中显示。显示器13接收压力传感器9的压力信号，实时显示波纹储液箱3的内部压力，为运行人员判断有载调压分接开关的工作状态提供依据。显示器13的压力显示范围一般从零至压力释放阀8的开启压力。当有载调压分接开关未运行时，显示器13的压力显示值为零。显示器13可以是数码管显示器、液晶显示器或指针式显示器，在此不做限制。
在一些实施例中，切换开关20可以采用若干个真空泡19作为灭弧组件。优选地，切换开关20采用三个真空泡19作为灭弧组件。
本发明的有载调压分接开关在工作时，主箱体1与波纹储液箱3的内部处于密闭状态，切换开关20产生的热量和变压器通过主箱体1箱壁传入的热量共同使绝缘冷却液14升温，当温度达到绝缘冷却液14的起始相变温度点时，绝缘冷却液14在发热体表面发生相变，产生蒸汽，由于蒸汽密度小于液体密度，蒸汽以气泡的形式上浮至波纹储液箱3液面并逸出，从而产生蒸汽压。部分蒸汽接触波纹储液箱3的内壁后会冷凝为液体，流回液面。当变压器运行一段时间后，有载调压分接开关内部的温度会稳定在额定温度值附近，此时形成热平衡，波纹储液箱3内的蒸汽压力即为该温度点的饱和蒸汽压。
当有载调压分接开关内部产生一般故障时，内部会产生发热现象或拉弧现象，这两种现象均会使绝缘冷却液14气化，使内部的饱和蒸汽压高于正常值，此时压力传感器9将此压力值实时显示在电动机构14的显示器13上，为运行人员判断有载调压分接开关的工作状态提供依据。如果运行人员未能及时发现压力显示值异常，波纹储液箱3内的蒸汽压力升至压力释放阀8的开启压力时，压力释放阀8打开，将压力释放，同时发出报警信号至变电站主控室，通知运行人员，采取进一步措施消除故障。
当有载调压分接开关内部产生严重故障时，例如内部出现高压电弧，使绝缘冷却液14迅速气化，产生的气体冲击主箱体1内的绝缘冷却液14，使其快速涌向波纹储液箱3，当液体流速达到设定流速时，例如达到1m/s时，流速继电器17将发出跳闸信号至变压器主控室，将变压器从电网断开，避免故障进一步扩大。
综上所述，本发明的有载调压分接开关，当绝缘冷却液14吸收热量导致温度升高生相变产生蒸汽后，由于蒸汽密度小于液体密度，蒸汽会以气泡的形式上浮至储液箱液面并逸出，从而产生蒸汽压；当蒸汽压力高于内胆21的起始膨胀压力时，内胆21体积膨胀，从而提供容纳蒸汽的空间；当蒸汽压力进一步升高至高于压力释放阀8的开启压力时，压力释放阀8打开，将蒸汽从压力释放阀8泄出，从而保证内胆中的蒸汽压力在压力释放阀8的开启压力值以内，保障有载调压分接开关运行时，能够有效控制内胆中的内部压力，从而满足氟碳蒸发冷却电力变压器的运行需求。
可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种有载调压分接开关，其特征在于，包括主箱体(1)、切换开关(20)、分接选择器(2)、储液箱(3)、电动机构(4)、传动杆(5)、以及主传动轴(18)，所述主箱体(1)内填充有具有相变特性的绝缘冷却液(14)，所述切换开关(20)和所述主传动轴(18)均浸于所述绝缘冷却液(14)中；所述电动机构(4)通过所述传动杆(5)与所述切换开关(20)连接；所述分接选择器(2)位于所述主箱体(1)的下方，通过所述主传动轴(18)与所述切换开关(20)连接；所述储液箱(3)设置在所述主箱体(1)的上方，所述储液箱(3)内设置有容积可变的内胆(21)，所述内胆(21)与所述主箱体(1)相连通并充有所述绝缘冷却液(14)；所述储液箱(3)上设有与所述内胆(21)相连通的压力释放阀(8)，用于将所述内胆(21)的内部压力控制在所述压力释放阀(8)的开启压力值以内。
2.根据权利要求1所述的有载调压分接开关，其特征在于，所述切换开关采用若干个真空泡(19)作为灭弧组件。
3.根据权利要求1所述的有载调压分接开关，其特征在于，所述储液箱(3)为波纹储液箱，所述波纹储液箱的箱壁由钢板焊接而成，所述内胆(21)由不锈钢板制成，所述绝缘冷却液(14)为氟碳绝缘冷却液。
4.根据权利要求1所述的有载调压分接开关，其特征在于，当所述内胆(21)的内部压力高于所述压力释放阀(8)的开启压力时，所述压力释放阀(8)打开，蒸汽从所述压力释放阀(8)泄出，同时，所述压力释放阀(8)的继电器发出报警信号；当所述内胆(21)的内部压力低于所述压力释放阀(8)的关闭压力时，压力释放阀(8)关闭；所述压力释放阀(8)的开启压力设定为15kPa、25kPa、35kPa、55kPa、70kPa、或85kPa，开启压力偏差±5kPa，与所述开启压力相对应的关闭压力分别不小于下列各值，分别对应为8kPa、13.5kPa、19kPa、29.5kPa、37.5kPa、45.5kPa。
5.根据权利要求1所述的有载调压分接开关，其特征在于，所述储液箱(3)上还设有与所述内胆(21)相连通的压力传感器(9)，用于实时监测所述内胆(21)的内部压力；所述压力释放阀(8)和所述压力传感器(9)均设置在所述储液箱(3)的顶部，并通过软管(23)与所述内胆(21)相连通；所述电动机构(4)包括与所述压力释放阀(8)和所述压力传感器(9)通信连接的显示器(13)，所述显示器(13)接收所述压力传感器(9)的信号，实时显示所述内胆(21)的内部压力。
6.根据权利要求1-5任一项所述的有载调压分接开关，其特征在于，所述储液箱(3)通过联管(11)与所述主箱体(1)相连通，所述联管(11)为不锈钢波纹管。
7.根据权利要求6所述的有载调压分接开关，其特征在于，所述联管(11)上还设有流速继电器(17)，用于监测所述联管(11)中的液体流速，并可在所述液体流速达到设定流速时，发出跳闸信号至变压器主控室，将变压器从电网断开。
8.根据权利要求7所述的有载调压分接开关，其特征在于，所述设定流速为1m/s。
9.根据权利要求1-5任一项所述的有载调压分接开关，其特征在于，所述储液箱(3)通过支架(12)固定在变压器箱体(16)上，所述支架(12)的高度可进行调节。
10.根据权利要求9所述的有载调压分接开关，其特征在于，调节所述支架(12)的高度，保证有载调压分接开关在正常运行时，所述内胆(21)内的液面高于变压器箱体顶盖(10)50cm以上。
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