CN112967897A - 一种手持式有载分接开关调档装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种手持式有载分接开关调档装置，包括套筒、壳体、控制器、空载转速为3700转/分的电机、减速比为45:1的减速机、用于正反向控制电机转动的正反转开关、用于记录套筒转动圈数的电子计数单元；壳体带有手持部；供电电源、控制器、电机和减速机安装在壳体内；正反转开关和电源开关集成在壳体上；套筒位于壳体外并与减速机的输出轴同轴固定连接；套筒内集成有用于与有载分接开关的机械传动部分配合使用的第一定位销；电机的输出轴与减速机的输入轴同轴连接；电子计数单元的信号输出端与控制器信号连接；控制器用于本装置的控制。本发明用于减少工作人员的体力消耗，提高调档速率。
Description
技术领域
本发明涉及电力变压器领域，具体涉及一种手持式有载分接开关调档装置。
背景技术
分接开关应用于线圈设备的分接变换与连接。电力变压器通过分接开关改变分接头的连接，以改变高压线圈的匝数，从而调节变压器的输出电压。分接开关分为无励磁分接开关和有载分接开关。
近年米，110KV及以下变压器，应用有载分接开关的越来越多。在对变压器进行一些试验时，比如在进行变压器直流电阻试验时，需要通过有载分接开关实现对变压器档位的调节。一般情况下，变压器可实现档位的自动化调节。然而在一些时候，比如在变电站全站停电或者站用变停电时，变压器因停电而无法实现有载分接开关档位的自动调节，此时往往需要手动调档。
目前通常是采用摇把对变压器进行手动调档。调档时，将摇把插入插口与有载分接开关的机械传动部分配合，每摇33圈为一档。而且变压器通常有多个档位，比如110kV变压器可有17个档位、35kV变压器可有7个档位。手动调档费时费力而且调节速率慢，不利于试验的快速进行。
为此，本发明提供一种手持式有载分接开关调档装置，用于解决上述问题。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供一种手持式有载分接开关调档装置，用于减少工作人员的体力消耗，提高调档速率。
第一方面，本发明提供一种手持式有载分接开关调档装置，该手持式有载分接开关调档装置包括套筒、壳体、控制器、空载转速为3700转/分的电机、减速比为45:1的减速机、用于为控制器提供电源的供电电源、用于控制供电电源的通断的电源开关和用于正反向控制电机转动的正反转开关；
所述壳体带有手持部；
供电电源、控制器、电机和减速机安装在壳体内；
正反转开关和电源开关集成在壳体上；
套筒位于壳体外，并与减速机的输出轴同轴固定连接；套筒内集成有用于与有载分接开关的机械传动部分配合使用的第一定位销；
该手持式有载分接开关调档装置还包括用于记录套筒转动圈数的电子计数单元；
电机的输出轴与减速机的输入轴同轴连接；
控制器通过正反转开关控制电机的正反转；
电子计数单元的信号输出端与控制器信号连接；
所述的控制器，用于本装置的控制，其中每次在套筒的转动圈数达到预先设定的圈数阈值时自动控制电机停止转动，每次在通过正反转开关控制电机转动时对套筒的转动圈数从零开始计数。
进一步地，套筒和减速机的输出轴之间，通过旋转体及法兰盘固定连接，其中，旋转体与套筒的用于连接减速机的一端固定连接，减速机的输出轴通过法兰盘固定在旋转体上；
所述电子计数单元包括配合使用的永磁体和霍尔计数器，霍尔计数器的信号输出端与控制器相连，永磁体的一端固定在旋转体及法兰盘之间、另一端位于旋转体的一侧，霍尔计数器安装在壳体上；初始状态时，霍尔计数器的感应头朝向永磁体的位于旋转体的一侧的部分。
进一步地，采用光电计数器替换如上所述的包括霍尔计数器的电子计数单元。
进一步地，该手持式有载分接开关调档装置还包括触摸显示屏；该触摸显示屏与控制器相连，用于显示所述圈数阈值。
进一步地，所述触摸显示屏上设有圈数阈值显示界面；圈数阈值显示界面上设有四个数字显示位，该四个数字显示位自左向右依次为千位数、百位数、十位数和个位数，该千位数、百位数、十位数和个位数之间依次用小数点间隔，上述预先设定的圈数阈值通过上述四个数字显示位进行显示。
进一步地，所述触摸显示屏上设有+/R键和M键，用于重置所述的圈数阈值；
使用+/R键和M键重置所述圈数阈值的方法为：
按下M键进入参数设置模式，上述四个数字显示位中的千位数闪烁，通过+/R键对该千位数进行0-9数字设置；
再按一次M键，上述四个数字显示位中的百位数闪烁，通过+/R键对该百位数进行0-9数字设置；
再按一次M键，上述四个数字显示位中的十位数闪烁，此时通过+/R键对该十位数进行0-9数字设置；
再按一次M键，上述四个数字显示位中的个位数闪烁，通过+/R键对该个位数进行0-9数字设置；
再按一次M键，退出参数设置模式，此时四个数字显示位均不闪烁，参数设置完成。
进一步地，所述预先设定的圈数阈值为33圈。
进一步地，所述第一定位销可拆卸地集成在套筒内。
本发明的有益效果在于，
（1）本发明提供的手持式有载分接开关调档装置，包括套筒、壳体、控制器、空载转速为3700转/分的电机、减速比为45:1的减速机、用于为控制器提供电源的供电电源、用于控制供电电源的通断的电源开关以及用于正反向控制电机转动的正反转开关，所述壳体上带有手持部，套筒内集成有用于与有载分接开关的机械传动部分配合使用的第一定位销,使用时，可手持所述手持部，接通电源开关，并将套筒内的定位销与变压器上有载分接开关的机械传动部分抵触相接，然后通过正反转开关控制电机正向转动或反向转动，从而带动套筒做相应转动方向上的转动，继而带动有载分接开关进行调档，并可在调档过程中通过电子计数单元记录套筒的转动圈数，并在记录的转动圈数达到预先设定的圈数阈值时自动控制电机停止转动（对应有套筒停止转动），可见本发明有助于减少工作人员的体力消耗，实现对变压器的快速调档。
（2）本发明提供的手持式有载分接开关调档装置，其采用的电机为空载转速为3700转/分的电机、采用的减速机为减速比为45:1的减速机，不仅能够实现对变压器的快速调档，还在一定程度上有助于确保本装置作用于有载分接开关的调档力矩（对应减速机的负载力矩）与工作人员采用摇把对变压器调档的力矩大致相等，这在一定程度上有助于避免调档力矩过大损坏有载分接开关，也可在一定程度上有助于避免调档力矩过小影响调档速度。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一个实施例的手持式有载分接开关调档装置的示意性结构图。
图2是图1中所示手持式有载分接开关调档装置的局部剖视结构示意图。
图3为本发明所述手持式有载分接开关调档装置的一实施例的结构功能框图示意图。
图4是本发明中所述触摸显示屏在通电后的一实施例的状态示意图。
其中：1、套筒，2、旋转体，3、永磁体，4、法兰盘，5、霍尔计数器，6、壳体，6.1、手持部，7、电机，8、电源开关，9、控制器，10、供电电源，11、触摸显示屏，12、正反转开关，13、减速机，14、输出轴，15、第二定位销，16、第一定位销，17、圈数阈值显示界面，18、千位数，19、百位数，20、十位数，21个位数，22、+/R键，23、M键，24、小数点。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1：
图1-图3是本发明所述手持式有载分接开关调档装置的一个实施例。本手持式有载分接开关调档装置用于减少工作人员的体力消耗，实现对变压器的快速调档。
如图1-图3所示，该手持式有载分接开关调档装置，包括套筒1、壳体6、控制器9、空载转速为3700转/分的电机7、减速比为45:1的减速机、用于为控制器9提供电源的供电电源10、用于控制供电电源10的通断的电源开关8和用于正反向控制电机7转动的正反转开关12；
所述壳体6带有手持部6.1；
供电电源10、控制器9、电机7和减速机13安装在壳体6内；
正反转开关12和电源开关8集成在壳体6上；
套筒1位于壳体6外，并与减速机13的输出轴14同轴固定连接；套筒1内集成有用于与有载分接开关的机械传动部分配合使用的第一定位销16；
该手持式有载分接开关调档装置还包括用于记录套筒1转动圈数的电子计数单元；
电机7的输出轴与减速机13的输入轴同轴连接；
控制器9通过正反转开关12控制电机7的正反转；
电子计数单元的信号输出端与控制器9信号连接。
所述的控制器9，用于本装置的控制，其中，每次在套筒1的转动圈数达到预先设定的圈数阈值（为整数）时自动控制电机7停止转动，每次在通过正反转开关12控制电机7转动时对套筒1的转动圈数从零开始计数。
在本实施例中，套筒1和减速机13的输出轴14之间，通过旋转体2及法兰盘4固定连接，其中，旋转体2与套筒1的用于连接减速机13的一端固定连接，减速机13的输出轴14通过法兰盘4固定在旋转体2上（在本实施例中，法兰盘4可采用电机轴法兰盘，其中，减速机13的输出轴14的末端穿设在电机轴法兰盘的电机轴孔内，通过第二定位销15固定）。
所述电子计数单元包括配合使用的永磁体3和霍尔计数器5，霍尔计数器5的信号输出端与控制器9相连，永磁体3的一端固定在旋转体2及法兰盘4之间、另一端位于旋转体2的一侧，霍尔计数器5安装在壳体6上；初始状态时，霍尔计数器5的感应头朝向永磁体3的位于旋转体2的一侧的部分（如图1和图2中所示）。
使用时，可先接通电机7的电源（通过电源线接入市电），然后通过所述手持部6.1手持本装置，接通电源开关8，并将套筒1内的定位销与变压器上有载分接开关的机械传动部分抵触配合，然后依据实际需要通过正反转开关12控制电机7正向转动或反向转动，经减速机13减速后，带动套筒1做相应转动方向上的转动，继而带动有载分接开关进行调档。在调档过程中，通过电子计数单元记录套筒1的转动圈数，并在记录的转动圈数达到预先设定的圈数阈值时，（控制器9）自动控制电机7停止转动，对应有套筒1停止转动，完成一次调档。
具体实现时，永磁体3还可固定安装在套筒1上。
具体实现时，还可采用其他的电子计数器，比如可采用光电计数器替换上述包含霍尔计数器5的电子计数单元，以实现对套筒1转动圈数的记录。
在本实施例中，该手持式有载分接开关调档装置还包括触摸显示屏11。该触摸显示屏11与控制器9相连，用于显示上述预先设定的圈数阈值，方便用户查看。
为检验本发明的使用效果，班组成员基于本发明的原理组装成的手持式有载分接开关调档装置,其中：
减速机13选用采用型号为ZYTD-555的减速比为45:1的减速机,使用相对安全，既可在一定程度上有助于避免调档力矩过大损坏有载分接开关，也可在一定程度上有助于避免调档力矩过小影响调档速度；
预先设定的圈数阈值为33圈。
需要说明的是，依据采用摇把进行手动调档的经验，通过扭力扳手对调档进行力矩测试，测得变压器调档的力矩约为7N.M。减速机13的常用的减速比一般为11:1、19：1、24：1、45:1、57:1、69:1、133:1、160:1和501:1。以型号为ZYTD-555的减速机为例，减速比11:1、19：1、24：1、45:1、57:1、69:1、133:1、160:1和501:1对应的空载转速、负载转速和负载力矩如表1所示。通过表1可见，减速比为45:1的型号为ZYTD-555的减速机，其空载转速（r/min）约为83 r/min、负载转速（r/min）约为70 r/min，在负载转速（r/min）为70 r/min的情况下，该减速机13的负载力矩（N.M）可以达到8N.M，与7N.M最为接近。
表1 不同减速比下减速机的空载转速、负载转速和负载力矩统计表
班组成员于2020年5月12日，采用上述组装成的手持式有载分接开关调档装置，对110kV某变电站#1主变（有17个档位）进行调档试验。班组总计进行了两轮共34次主变调档试验，试验成功率100%,安全性100%。两轮调档试验的调档试验耗时统计表均如表2所示。
表2 调档试验耗时统计表
另外，2020年5月15日，班组成员利用上述组装成的手持式有载分接开关调档装置对上述110kV某变电站#1主变进行直流电阻测试工作（调档顺序为档位1、2、...、17），并对测试过程中的调档时间（对应表3中的“装置时间”）与采用手动调档方式（采用摇把进行调档）对上述110kV某变电站#1主变进行直流电阻测试工作中的调档时间（对应表3中的“手动时间”）进行了统计，如表3所示。
表3 调档时间统计表
通过上表3可知，采用组装成的手持式有载分接开关调档装置后，调档的平均时间由手动调档的平均44秒每次减为平均28秒每次，且工作人员的操作时间不会随操作人员体力的下降而增长。
可见本发明在一定成程度上有助于减少工作人员的体力消耗，并有助于实现对变压器的快速调档。
实施例2：
与实施例1相比，不同之处在于，本实施例中的手持式有载分接开关调档装置，其触摸显示屏11上设有圈数阈值显示界面17；圈数阈值显示界面17上设有四个数字显示位，该四个数字显示位自左向右依次为千位数18、百位数19、十位数20和个位数21，该千位数18、百位数19、十位数20和个位数21之间依次用小数点24间隔，上述预先设定的圈数阈值通过上述四个数字显示位进行显示。
所述触摸显示屏11上设有+/R键22和M键23，用于重置所述的圈数阈值，方便工作人员依据实际需要修改圈数阈值，使用灵活。图4为本实施例中所述触摸显示屏11在通电后的结构示意图。
其中，在本实施例中，使用+/R键22和M键23重置所述圈数阈值的方法（先确保电源开关8接通）步骤为：
按下M键23进入参数设置模式，上述四个数字显示位中的千位数18闪烁，通过+/R键22对该千位数18进行0-9数字设置（具体地，可通过+/R键22设置该千位数18为0、1、2、...、9中任意一个数字）；
再按一次M键23，上述四个数字显示位中的百位数19闪烁，通过+/R键22对该百位数19进行0-9数字设置（具体地，可通过+/R键22设置该百位数19为0、1、2、...、9中任意一个数字）；
再按一次M键23，上述四个数字显示位中的十位数20闪烁，此时通过+/R键22对该十位数20进行0-9数字设置（具体地，可通过+/R键22设置该十位数20为0、1、2、...、9中任意一个数字）；
再按一次M键23，上述四个数字显示位中的个位数21闪烁，通过+/R键22对该个位数21进行0-9数字设置（具体地，可通过+/R键22设置该个位数21为0、1、2、...、9中任意一个数字）；
再按一次M键23，退出参数设置模式，此时四个数字显示位均不闪烁，参数设置完成。
比如在使用时，按下M键23进入参数设置模式，四个数字显示位中的千位数18闪烁，通过+/R键22设置该千位数18为数字“1”；
再按一次M键23，上述四个数字显示位中的百位数19闪烁，通过+/R键22设置该百位数19为数字“0”；
再按一次M键23，上述四个数字显示位中的十位数20闪烁，此时通过+/R键22设置该十位数20为数字“3”；
再按一次M键23，上述四个数字显示位中的个位数21闪烁，通过+/R键22设置该个位数21为数字“0”；
再按一次M键23，退出参数设置模式，此时即将预先设定的圈数阈值由33圈修改为1030圈（仅是一个参数设置示例，实际使用时可由工作人员依据实际需要进行设定）。
可选地，作为本发明一个实施例，所述第一定位销16可拆卸地集成在套筒1内，便于定期更换第一定位销16以增加使用的可靠性与安全性。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种手持式有载分接开关调档装置，其特征在于，包括套筒、壳体、控制器、空载转速为3700转/分的电机、减速比为45:1的减速机、用于为控制器提供电源的供电电源、用于控制供电电源的通断的电源开关和用于正反向控制电机转动的正反转开关；
所述壳体带有手持部；
供电电源、控制器、电机和减速机安装在壳体内；
正反转开关和电源开关集成在壳体上；
套筒位于壳体外，并与减速机的输出轴同轴固定连接；套筒内集成有用于与有载分接开关的机械传动部分配合使用的第一定位销；
该手持式有载分接开关调档装置还包括用于记录套筒转动圈数的电子计数单元；
电机的输出轴与减速机的输入轴同轴连接；
控制器通过正反转开关控制电机的正反转；
电子计数单元的信号输出端与控制器信号连接；
所述的控制器，用于本装置的控制，其中每次在套筒的转动圈数达到预先设定的圈数阈值时自动控制电机停止转动，每次在通过正反转开关控制电机转动时对套筒的转动圈数从零开始计数。
2.根据权利要求1所述的手持式有载分接开关调档装置，其特征在于，
套筒和减速机的输出轴之间，通过旋转体及法兰盘固定连接，其中，旋转体与套筒的用于连接减速机的一端固定连接，减速机的输出轴通过法兰盘固定在旋转体上；
所述电子计数单元包括配合使用的永磁体和霍尔计数器，霍尔计数器的信号输出端与控制器相连，永磁体的一端固定在旋转体及法兰盘之间、另一端位于旋转体的一侧，霍尔计数器安装在壳体上；初始状态时，霍尔计数器的感应头朝向永磁体的位于旋转体的一侧的部分。
3.根据权利要求2所述的手持式有载分接开关调档装置，其特征在于，采用光电计数器替换权利要求2所述的电子计数单元。
4.根据权利要求1所述的手持式有载分接开关调档装置，其特征在于，该手持式有载分接开关调档装置还包括触摸显示屏；该触摸显示屏与控制器相连，用于显示所述圈数阈值。
5.根据权利要求4所述的手持式有载分接开关调档装置，其特征在于，所述触摸显示屏上设有圈数阈值显示界面；圈数阈值显示界面上设有四个数字显示位，该四个数字显示位自左向右依次为千位数、百位数、十位数和个位数，该千位数、百位数、十位数和个位数之间依次用小数点间隔，上述预先设定的圈数阈值通过上述四个数字显示位进行显示。
6.根据权利要求5所述的手持式有载分接开关调档装置，其特征在于，所述触摸显示屏上设有+/R键和M键，用于重置所述的圈数阈值；
使用+/R键和M键重置所述圈数阈值的方法为：
按下M键进入参数设置模式，上述四个数字显示位中的千位数闪烁，通过+/R键对该千位数进行0-9数字设置；
再按一次M键，上述四个数字显示位中的百位数闪烁，通过+/R键对该百位数进行0-9数字设置；
再按一次M键，上述四个数字显示位中的十位数闪烁，此时通过+/R键对该十位数进行0-9数字设置；
再按一次M键，上述四个数字显示位中的个位数闪烁，通过+/R键对该个位数进行0-9数字设置；
再按一次M键，退出参数设置模式，此时四个数字显示位均不闪烁，参数设置完成。
7.根据权利要求1所述的手持式有载分接开关调档装置，其特征在于，所述预先设定的圈数阈值为33圈。
8.根据权利要求1所述的手持式有载分接开关调档装置，其特征在于，所述第一定位销可拆卸地集成在套筒内。
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