CN1220224C - 包括变压器、卸载接头转换器和负载断开装置的电气设备 - Google Patents

Abstract

一种电气变压器设备，包括变压器、卸载接头转换器和负载断开装置。接头转换器设有能使接头转换器的切换机构移动的选择器。连接机构能够保证，当选择器被驱动后，断开装置断开，从而在接头转换器切换机构移动前切断电流。于是确保进行接头转换时没有电流存在。接头转换器最好能连在断开装置和变压器线圈间，以保证进行接头转换时也没有电压存在。这些结构消除了操作错误的风险。

Description

包括变压器、卸载接头转换器和 负载断开装置的电气设备

技术领域

本发明一般涉及一种带有卸载接头转换器的感应式电气设备。

背景技术

卸载接头转换器一般用于改变电流流过的线圈匝数。具体地说，如文献US A 4504811所示，这些接头转换器用于三相变压器，改变变压器比以得到所需电压。变压器初级或次级中各相的一些线圈经常分成几个部分，每部分都有一个输入端子或接头。每相的接头转换器都包括多个各与一个所述接头连接的静触头和能够移动而与任何的一个静触头连接的动触头。通过切换接头转换器，就可以改变各相中电流流过的有效线圈匝数。三相变压器的卸载接头转换器的另一个用途是将线圈的串联切换为星形连接。还有一个用途是将各相线圈从并联切换为串联。

利用这种结构，必须在卸载状态下进行接头转换器的切换，其名称也就从此而来。于是，在实践中就要断开变压器电源侧的断开装置。因为很少调整变压器比，在超过30年的变压器寿命内调整次数不超过10次，所以，并不认为中断工作是一个严重的缺陷。

但是，在转换接头时的操作错误产生的危险对人员和设备来说都是严重的。当给变压器初级供电时，转换接头就会产生电弧，而导致接头转换器的破坏。这种电弧还会对设备和人员的安全造成严重后果，存在很大的爆炸危险，因为接头转换器一般都位于变压器的密封箱内。

变压器设备还公知包括一变压器和一断开装置，断开装置位于变压器的电源侧，除其它的功能外设计用来切断向变压器的供电。这种断开装置例如为文献EP A 0468299中描述的断路器，或一开关。在异常工作情况下，尤其是当变压器在过载的情况或出现内部故障的情况下，能手动或自动地启动断开装置的断开。

发明内容

本发明的目的是在电气变压器设备中的卸载接头转换器操作时消除对设备和人员的任何危险。更具体地讲，本发明的目的是以低成本消除包括变压器和负载断开装置的设备存在的这些危险。

根据本发明，实现这个目的的电气变压器设备包括：

电气变压器，包括初级线圈和次级线圈，这些线圈形成了有一个或多个初级相并由供电导体供电的初级电路和有一个或多个次级相的次级电路；

卸载接头转换器，其包括：

与线圈连接的多个电气静触头，

一个或多个桥接的动触头，能够连接某两个所述的静触头，

动触头的切换机构，使动触头在第一位置和第二位置间移动，在第一位置时静触头间形成第一连接，在第二位置时静触头间形成第二连接，

操纵机构，具有第一位置、第二位置和第一、二位置间的过渡位置，

位于操纵机构和切换机构间的运动传递系统，当操纵机构从第一位置运动到第二位置时，将切换机构从第一位置移动到第二位置；

负载断开装置，其包括：

初级电路每个供电导体上的电极，其具有一断开位置，对应供电导体中电流的中断，以及一闭合位置，对应供电导体中电流流动，

断开和闭合操纵机构，经过一运动传递系统连接到每一个电极上，这样，能使电极从闭合位置运动到断开位置，该断开和闭合操纵机构还设有一止动锁，其具有锁定断开和闭合操纵机构的锁固位置和释放断开和闭合操纵机构以断开电极的释放位置；

位于接头转换器的操纵机构和负载断开装置的断开和闭合操纵机构的止动锁之间的连接机构，当操纵机构从第一位置运动到过渡位置时，止动锁运动到释放位置。

优选地，运动传递系统不将操纵机构在第一位置和过渡位置间的运动传递给切换机构，而是当操纵机构从过渡位置运动到第二位置时，使切换机构从第一位置移动到第二位置。这种安排能保证断开和切换操作的正确顺序。

根据一个实施例，连接机构包括位于操纵机构和止动锁间的运动传递系统。机械传动能保证超过20年的长期的可靠性。操纵机构随后能够顺序地完成接头转换器的控制功能和断开装置的断开控制功能。因此，操纵机构能够用作命令断开装置手动断开的机构，于是，不再需要单独的断开装置手动断开控制。

这种机械传动能通过绳索实现，利用流行的接头转换器操纵手柄的常用结构，在从一个位置转换到另一个位置前，要轴向拉动手柄。当然也可以使用其它的机构。这种机械传动也可以是带齿轮和齿条的机构。

优选地，该设备包括装有变压器、断开装置电极、接头转换器的转换件的箱。这种结构能给用户提供一种易安装的设备单元。当断开装置形成变压器的部分保护装置而在发生异常工作情况下完成初级断开时是尤其有利的。这样，无需显著增加成本就能得到一种自保护单元。

优选地，接头转换器的触头设置在断开装置相应的电极和变压器线圈之间。这种结构实际上能保证在没有电压和电流存在的情况下进行接头转换。还可想到反向的结构，但仅在没有电流的情况下才能进行接头转换。

对于运动传递系统，还可以想到非纯机械连接。如果负载断开装置包括机电脱扣机构，连接机构包括：一传感器，当操纵机构在第三位置时发出电信号；传递装置，将传感器信号传递给机电脱扣机构，机电脱扣机构响应这个信号将止动锁从锁固位置移动到释放位置。这种传递装置可以是任何一种形式，尤其是硬连线型的或射电型的。

优选地，断开装置包括设计用来将电极从断开位置移动到闭合位置的闭合机构，而该闭合机构包括位于接头转换器的操纵机构和负载断开装置的闭合机构之间的连接机构，当操纵机构位于过渡位置时，闭合机构不能将电极从断开位置移动到闭合位置，因此，防止在接头转换器的非档位位置重新闭合的危险。

优选地，断开装置是位于接头转换器负载侧的断路器，这样，它也能完成变压器的保护功能。

附图说明

下面通过对表示在附图中并仅作为非限制性例子给出的本发明实施例的描述，可以更清楚地理解其它的优点和特征。其中，

图1是本发明第一实施例的变压器的线路图；

图2是本发明第一实施例中压低压变压器分布设备的立体图；

图3是图2设备的内部示意图；

图4是本发明接头转换器在无效位置的示意图；

图5是图4接头转换器在过渡工作位置的示意图。

具体实施方式

参照图1和图2，电气分布变压器设备包括三相中压/低压变压器1，其设有初级线圈2和次级线圈3，并装在填充有液体或气体绝缘介质5的密封箱中。

箱4的上面有盖29，其上固定有一定量的套管。变压器初级电路的各相经中压套管7进到箱4中，而变压器次级端子和箱外的低压电路间的电连接由如申请号为9814172的法国专利申请所描述的单个套管28完成，关于这一方面其说明书在此引作参考文献。

套管与熔断器11的一端连接。熔断器11的另一端经过有铠装导电体的电连接件16连接到断路器模块15的电源侧连接盘14上。套管和与熔断器的连接可以按照申请号为9812517的法国专利申请的教导，关于这一方面其说明书在此引作参考文献。

每一相的断路器模块15包括传统结构的真空盒17，其主体形成用来容纳静触头机构19(见图1)和动触头机构20的圆柱形的腔，动触头机构由操纵杆21在盒内导向和伸缩。例如，文献US A 4323871中描述了这种类型的盒，关于这一方面其说明书在此引作参考文献。

断路器设有由操纵杠杆23致动的断开和闭合操纵机构22。操纵杠杆23通过选择性脉动驱动轴25转动(见图5)，使储能弹簧加载，然后一旦通过死点，弹簧能量脉冲式释放使三相触头同时闭合。

断路器模块15的负载侧连接盘通过接头转换器26连接到变压器1的初级线圈2。公知地，接头转换器包括能够平移并支承着桥接触头59的滑动尺58，可动滑动尺58沿着固定连接杆60滑动。对于每一相来说，固定连接杆60都支承着两个用来给初级线圈的两个不同点供电的触头61和连接到断路器负载侧连接盘的触头。可动杆的运动对于初级各相来说能同时使断路器负载侧连接盘有选择地连接到相应初级线圈的供电点61中的一个或另一个。

图4和5示出了接头转换器26，其包括一选择器30，其中设有一手柄32，手柄32固定到带齿的冠状轮34上，冠状轮34本身固定到芯轴36上，芯轴36相对于固定支承38转动并平动。冠状轮34的圆周面上包括连续的齿40和设计用来与固定销44啮合的轴向凹槽42。弹簧46将冠状轮34沿轴向压向销44。

选择器的芯轴36通过运动传递系统54动态连接到带有齿轮52的转轴50上，使手柄32的角运动能引起齿轮52的相应转动，而手柄32的平动对齿轮52的位置没有影响。也可以通过例如芯轴36的齿状形貌在固定于齿轮52上的转轴50互补的中空部分内滑动来完成这种运动的传递。

目前根据市售的接头转换器，尤其是位于法国Iseere，Fontaine的“ASP，Appareils Scientifiques de Preecision”公司销售的带冠状轮的三相接头转换器，齿轮52驱动固定到滑动尺58的冠状轮56。

冠状轮34还设有径向周面沟槽60。能平行于选择器30的芯轴36自由平动的传动齿条64的指销62卡在沟槽60内。齿条64例如通过绳索66动态连接到带有两个指销70，72的拉杆68上。第一指销70与具有一棘轮78的加载装置76的棘爪74配合，第二指销72作用在操纵结构的断开止动锁80上。断开止动锁80由半月件82限定断开棘爪84而形成。

在图4位置时，销44卡进一个凹槽42中，使选择器30的手柄32无法转动，因此可动滑动尺56不能运动。拉杆68既不与加载结构76干涉，也不与断开止动锁80干涉，无论加载结构76和断开止动锁80的位置如何。

如果操作人员要操作手柄32，则必须首先将手柄拉到图5的位置。手柄32的平动引起驱动拉杆68的齿条64的运动，使指销70，72分别与加载装置76的棘爪74和断开半月件82干涉。这时断路器为断开位置，无论其先前的位置为何，而不能再被加载。电路断开，而不再有电流流过滑动尺的触头。

另外，手柄32的平动从销44释放了冠状轮34，因此能够绕手柄32的轴线来转动手柄32，并选择一个新的角度位置。每个凹槽都对于着一个可动滑动尺58的转换档位位置。如果放开了手柄32，而销44处在两个凹槽42间的齿40的高度上，就能防止手柄32重新回到其止动位置，而拉杆68保持其与加载装置的棘爪和断开止动锁干涉的工作位置。于是，因为电路保持断开而不能重新加载，所以避免了由于可动滑动尺58的错误定位引起任何电气危险。

当销44面对着凹槽42而且松开手柄32时，弹簧46压着手柄32，使销44进入凹槽42内。

本发明当然不限于上述的例子。

具体地说，冠状轮和齿轮间的运动传动系统可以是任何一种形式，只要能完成其功能。由齿轮驱动可动滑动尺也可以换为其它合适的驱动方式，如用绳索。

另外，与固定在冠状轮的齿状芯轴36配合的中空转轴和支承齿轮52的转轴50之间设置一反向齿轮传动，例如通过万向节，也是有益的。把手的设置位置可以不垂直箱盖表面。而是例如成45°角。

传递手柄转动的运动系统54中可以有减速传动装置。

为满足具体的使用要求，根据技术情况可以采用多种连接装置。每个相静触头的数目可以更大。例如，经常设置5个触头。

除了在手柄和断开止动锁间的机械连接外，还可以采用电连接。

本发明适用于任何一种断路器或断开装置。

本发明适用于任何一种卸载接头转换器：三角形调整连接、串联调整连接、星形接头转换连接、串并联接头转换连接。

Claims (6)

1.一种电气变压器设备，包括：

电气变压器(1)，包括初级线圈(2)和次级线圈(3)，这些线圈形成了有一个或多个初级相并由供电导体供电的初级电路和有一个或多个次级相的次级电路；

卸载接头转换器(26)，其包括：

与线圈电连接的多个电气静触头(61)，

一个或多个桥接的动触头(59)，能够连接某两个所述的静触头，

动触头(59)的切换机构(58)，使动触头在至少第一位置和第二位置间移动，在第一位置时静触头(61)间形成第一连接，在第二位置时静触头(61)间形成第二连接，

操纵机构(32)，至少具有第一位置、第二位置和第一、二位置间的过渡位置，

位于操纵机构和切换机构间的运动传递系统(54)，当操纵机构从其第一位置运动到第二位置时，将切换机构从其第一位置移动到第二位置；

负载断开装置(15)，其包括：

用于初级电路每个供电导体的电极，其具有一断开位置，对应供电导体中电流的中断，以及一闭合位置，对应供电导体中电流流动，

断开和闭合操纵机构(22)，经过一运动传递系统连接到每一个电极上，这样，能使电极从闭合位置运动到断开位置，该断开和闭合操纵机构还设有一止动锁(80)，其具有锁定断开和闭合操纵机构(22)的锁固位置和释放断开和闭合操纵机构(22)以断开电极的释放位置；

位于接头转换器的操纵机构(32)和负载断开装置的断开和闭合操纵机构的止动锁(80)之间的连接机构(66)，当操纵机构(32)从其第一位置运动到过渡位置时，止动锁(80)运动到释放位置。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，运动传递系统(54)不将操纵机构(32)在其第一位置和过渡位置间的运动传递给切换机构(58)，而是当操纵机构(32)从其过渡位置运动到第二位置时，使切换机构(58)从其第一位置移动到第二位置。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，连接机构(66)包括位于操纵机构(32)和止动锁(80)间的运动传递系统。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，该设备包括装有变压器(1)、断开装置电极和接头转换器触头(59，61)的箱(4)。

5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，接头转换器的触头(59，61)设置在断开装置(15)相应的电极和变压器线圈(2，3)之间。

6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，当操纵机构位于过渡位置时，所述断开和闭合操纵机构不能将电极从断开位置移动到闭合位置。

Images