CN207587513U - 一种干式有载调容调压变压器分接开关 - Google Patents

Abstract

一种干式有载调容调压变压器分接开关，包括有载调容系统；所述有载调容系统包括调容快速切换机构和调容切换储能装置，调容快速切换机构包括低压传动轴和高压传动轴，低压传动轴和高压传动轴之间通过传动机构连接，其中一根传动轴与动力机构连接；低压传动轴上安装低压侧凸轮，每个低压侧凸轮对应一个低压侧真空泡，低压侧凸轮与对应的低压侧真空泡的动触头连接；高压传动轴上安装高压侧凸轮，每个高压侧凸轮对应一个高压侧真空泡，高压侧凸轮与对应的高压侧真空泡的动触头连接；还可包括有载调压系统。该分接开关实现了开关的带负荷切换不断电，减小了开关尺寸，通过不同相位的凸轮带动真空泡按顺序运行，结构简单，体积紧凑，运行可靠。

Description

一种干式有载调容调压变压器分接开关

技术领域

本实用新型涉及一种用于干式变压器进行有载调容调压的分接开关，属于配电变压器有载分接开关技术领域。

背景技术

配电变压器是配电网主要设备之一，量大面广。调容调压变压器作为降低配电损耗的新型设备，可根据用电负荷及时改变容量，是一种有效降低损耗的新型节能配电变压器。有载调容调压油浸式变压器技术及工艺日渐成熟，目前已在全国范围内推广应用，收到了良好的节能效果，但限于防火、防爆等要求，在城市公众聚集区、建筑密度高的住宅小区、商场、写字楼等户内安装场所无法使用，其仍无法取代传统使用的干式变压器。这些场所峰谷轮换同样十分频繁，其时段性高峰一般出现在白天的工作时段，而居民小区的时段性高峰一般出现在早饭、午饭和晚间时段，季节性负荷高峰主要为夏季制冷负荷和冬季采暖负荷以及以春节为代表的节假日突增负荷。

目前，干式变压器在大、中城市的配电变压器中所占比例约为15％～20％，且随着我国城镇建设的不断推进，这一比例仍将持续上升，如何降低城镇居民小区配电变压器的损耗将是未来变压器制造领域广泛关注的焦点。有载调容调压干式变压器作为新型的节能型干式变压器，可以根据实际负载大小进行变压器额定容量的转换，解决配电网中存在的“大马拉小车”问题，降低变压器的综合损耗和整体造价，有效的解决变压器运行中长期空载运行导致的空载损耗大的问题。同时可以对电压进行带负荷自动调整，及时解决“低电压”问题，提高电压合格率，改善用户的电能质量，保证居民安全可靠用电。

干式有载调容调压分接开关，配套于三相交流50Hz、额定电压10kV及以下干式有载调容调压变压器，在不断电的条件下实现变压器的大、小容量状态的转换和电压升降，降低变压器损耗、提升电能质量。与油浸式有载调容调压变压器不同，干式有载调容调压变压器安装于室内，且绝缘介质是空气，所以与之相匹配的有载调容调压分接开关需要具备无油化、阻燃、防爆的性能。空气中电气绝缘的安全距离要求比油中要大，但是限于现场安装环境的要求，干式有载调容调压分接开关的体积又不能无限增大。

目前，干式有载调容调压开关的主要技术难点问题包括：

(1)调容开关高压触头“Y-D”转换时级电压大，触头间电弧熄灭困难。简单采用真空泡代替选择开关的方法，会因真空泡的数量过多而造成体积较大，且电路结构复杂，成本也会大大增加。

(2)传统机械驱动方式结构复杂，且不容易实现三相同时切换的要求。

(3)低压侧触头在切换过程中切换电流大，采用目前公知的开关结构存在触头温升大和绝缘易老化的问题，而且开关内部的绝缘结构也无法满足无油条件下的绝缘距离要求。

实用新型内容

针对现有干式有载调容调压开关技术存在的不足，本实用新型提供一种绝缘可靠、体积小、结构简单、切换方便的干式有载调容调压变压器分接开关。

本实用新型的干式有载调容调压变压器分接开关，采用以下技术方案：

该干式有载调容调压变压器分接开关，包括有载调容系统；所述有载调容系统包括调容快速切换机构和调容切换储能装置，调容快速切换机构包括低压传动轴和高压传动轴，低压传动轴和高压传动轴之间通过传动机构连接(齿轮传动)，其中一根传动轴与动力机构(电机或减速机)连接；低压传动轴上安装低压侧凸轮，每个低压侧凸轮对应一个低压侧真空泡，低压侧凸轮与对应的低压侧真空泡的动触头连接；高压传动轴上安装高压侧凸轮，每个高压侧凸轮对应一个高压侧真空泡，高压侧凸轮与对应的高压侧真空泡的动触头连接。

所述与动力机构(电机或减速机)连接的传动轴还与调容切换储能装置连接。

上述干式有载调容调压变压器开关还包括有载调压系统；该有载调压系统包括调压快速切换机构，调压快速切换机构包括与动力机构和调压凸轮轴，调压凸轮轴与动力机构连接，调压凸轮轴上设置有凸轮，每个凸轮对应一个调压真空开关管。

所述调压凸轮轴与调压切换储能装置连接。

调容切换储能装置和调压切换储能装置采用弹簧，通过机械机构将能量储存在弹簧内，然后将弹簧储存的能量释放，带动传动轴动作。

本实用新型实现了开关的带负荷切换不断电，同时避免了使用选择开关触头间距绝缘的问题，减小了开关尺寸，通过不同相位的凸轮带动真空泡按顺序运行，且三相绕组动作完全同步，结构简单，体积紧凑，运行可靠，便于用户检修，调容调压切换时电压波动小，不影响电气设备正常使用。通过使用真空泡作为灭弧装置和优化电路设计，降低开关内部绝缘距离，具有绝缘可靠、体积小、结构简单、切换过程不断电等特点。

附图说明

图1是本实用新型干式有载调容调压变压器开关中的低压侧电路原理图。

图2是本实用新型干式有载调容调压变压器开关中的高压侧电路原理图。

图3是本实用新型干式有载调容调压变压器开关中的低压侧控制机构示意图。

图4是本实用新型干式有载调容调压变压器开关中的高压侧控制机构示意图。

图中：101.低压传动轴，102.高压传动轴，201.低压侧凸轮，202.高压侧凸轮。

具体实施方式

本实用新型的干式有载调容调压变压器分接开关，其电路包括图1所示的低压侧电路和图2所示的高压侧电路，调压功能由高压侧电路实现，调容功能由高压侧电路和低压侧电路共同实现。调容和调压均采用单电阻过渡电路，单电阻过渡电路只有一个电阻(图1中的r1，图2中的R1或R2)，电弧触头仅有主弧触头和过渡触头各一个。采用这种过渡电路结构尤其简单，触头转换任务轻、电气寿命长、电弧触头与过渡电阻的数目少、结构简单，性价比高。满足了干式有载调容调压分接开关体积小型化的需求。

图1所示的低压侧电路，三相低压绕组中每相绕组均包括绕组Ⅰ、绕组Ⅱ和绕组Ⅲ三个部分。在大容量状态下，绕组Ⅰ与绕组Ⅱ并联连接；小容量状态下，绕组Ⅰ与绕组Ⅱ串联连接。绕组Ⅰ的首端a1和绕组Ⅱ的首端a2一方面通过串联的低压真空泡LVK1和低压过渡电阻r1连接，一方面通过低压真空泡LVK2直接连接。绕组Ⅰ的尾端x1与绕组Ⅱ的首端a2通过低压真空泡LVK3连接。绕组Ⅰ的尾端x1与绕组Ⅱ的尾端x2通过低压真空泡LVK4连接。绕组Ⅱ的尾端x2与绕组Ⅲ的首端a3直接连接。

图2所示的高压侧电路，三相高压绕组中每相绕组包括公用段及调压段。调压段采用HVK4和HVK5两个真空开关管，HVK5真空管下方安置过渡电阻R2。在大容量状态下，三相绕组采用三角形连接；小容量状态下，三相绕组采用星形连接。以A相绕组为例，A相绕组的尾端即调压段连接有载调压系统，有载调压系统的出线与有载调容系统连接，有载调容系统的两路出线分别连接其它相的首端和封星线连接。

高压侧电路与低压侧电路位于绝缘隔板的两侧，处于同一高度上，高压侧电路与变压器连接端子从柜体背面引出，低压侧电路与变压器连接端子从柜体顶部引出。

本实用新型中的有载调压系统，包括调压快速切换机构和调压切换储能装置，调压快速切换机构包括与动力机构(电机及减速器)连接的调压凸轮轴，调压凸轮轴上设置有六个凸轮，每两个凸轮对应一相绕组，这两个凸轮带动HVK4和HVK5两个真空开关管(参见图2)，按一定程序动作，真空开关管(选用1kV)作为切换的主要部件，作切换的主触头，减小或消除工作弧光，实现档位转换，快速触头作负触头交替工作。调压凸轮轴还可与调压切换储能装置连接。调压切换储能装置采用弹簧，它通过机械机构将能量储存在弹簧内，然后将弹簧储存的能量释放，带动调压凸轮轴动作。当选择完成后，弹簧储能机构释放能量，驱动调压凸轮轴快速转动一个角度。通过安装在调压凸轮轴上的凸轮有规律的顶起、放松真空管，使真空管作接通、断开、接通工作，与快速触头配合，改变导电工作回路，实现导电杆投入回路的交替工作。真空管的导通和断开都规定在一定的时间内完成，防止断电、起弧光等现象。

调压实现过程与传统干式变压器上的有载调压开关类似。

本实用新型中的有载调容系统，包括调容快速切换机构和调容切换储能装置，调容快速切换机构包括图3给出的低压传动轴101和图4给出的高压传动轴102。低压传动轴101和高压传动轴102用作调容切换，调容切换的全部动触头固定在低压传动轴101和高压传动轴102上，传动轴采用绝缘材料制成。

低压传动轴101和高压传动轴102之间通过传动机构连接(齿轮传动)，其中一根传动轴的与动力机构(电机或减速机)连接，该根传动轴还可与调容切换储能装置连接。切换储能装置采用弹簧，位于传动轴的另一侧，它通过机械机构将能量储存在弹簧内，然后将弹簧储存的能量释放，带动快速切换机构的传动轴动作。两根传动轴使用同一电机及切换储能装置，在储能装置的驱动下，保证低压侧电路和高压侧电路完全同步运行。

参见图3，低压传动轴101上安装4个低压侧凸轮201，四个低压侧凸轮处于不同的相位，分别带动LVK1、LVK2、LVK3和LVK4(参见图1)的四个真空泡，低压侧凸轮与真空泡的动触头连接，真空泡的静触头固定在绝缘板上。随着低压传动轴101的转动，按照设定的通断顺序运动，过程可逆，以实现变压器每相低压线圈绕组Ⅰ段和绕组Ⅱ段的串联与并联的转换。三相低压绕组中的真空泡安装于同一传动轴上，保证了三相低压绕组动作完全同步。

参见图4，高压传动轴102上安装3个高压侧凸轮202，3个高压侧凸轮202分别处于不同的相位，分别带动HVK1、HVK2、HVK3三只真空泡，高压侧凸轮202与对应的真空泡的动触头连接，真空泡的静触头固定在绝缘板上。随着高压传动轴102的转动，三只真空泡按照设定的通断顺序运动，过程可逆，以实现变压器每相高压线圈D形连接与Y形连接的转换。三相高压绕组中的真空泡安装于同一高压传动轴102上，保证三相高压绕组动作完全同步。

真空泡LVK1与电阻r1连接，真空泡HVK1与电阻R1连接，在调容转换过程中，真空泡LVK1、真空泡HVK1首先闭合，最后断开，保证过渡电阻的接入，实现不断电。在真空泡LVK1、真空泡HVK1导通期间，真空泡LVK2、真空泡LVK3、真空泡LVK4、真空泡HVK2、真空泡HVK3按照顺序开断，以实现容量的转换。

在低压传动轴101和高压传动轴102上固定一个中部开口的绝缘筒，在此绝缘筒上固定有调压动触头，绝缘筒与传动轴之间通过轴承固定连接，在规定的旋转范围内，实现转动时互不影响、互不干涉。

有载调压系统和有载调容系统是两套独立机构，结构上相互独立，互不干涉，通过控制器的控制，避免同时动作。

Claims (6)

1.一种干式有载调容调压变压器分接开关，包括有载调容系统；其特征是：所述有载调容系统包括调容快速切换机构和调容切换储能装置，调容快速切换机构包括低压传动轴和高压传动轴，低压传动轴和高压传动轴之间通过传动机构连接，其中一根传动轴与动力机构连接；低压传动轴上安装低压侧凸轮，每个低压侧凸轮对应一个低压侧真空泡，低压侧凸轮与对应的低压侧真空泡的动触头连接；高压传动轴上安装高压侧凸轮，每个高压侧凸轮对应一个高压侧真空泡，高压侧凸轮与对应的高压侧真空泡的动触头连接。

2.根据权利要求1所述的干式有载调容调压变压器分接开关，其特征是：所述与动力机构连接的传动轴还与调容切换储能装置连接。

3.根据权利要求2所述的干式有载调容调压变压器分接开关，其特征是：所述调容切换储能装置采用弹簧。

4.根据权利要求1所述的干式有载调容调压变压器分接开关，其特征是：还包括有载调压系统；该有载调压系统包括调压快速切换机构，调压快速切换机构包括与动力机构和调压凸轮轴，调压凸轮轴与动力机构连接，调压凸轮轴上设置有凸轮，每个凸轮对应一个调压真空开关管。

5.根据权利要求4所述的干式有载调容调压变压器分接开关，其特征是：所述调压凸轮轴与调压切换储能装置连接。

6.根据权利要求5所述的干式有载调容调压变压器分接开关，其特征是：调容切换储能装置和调压切换储能装置采用弹簧。