PL192641B1 - Przełącznik stopniowy transformatora z wybierakiem wstępnym - Google Patents

Abstract

1. Przelacznik stopniowy transformatora z wybierakiem wstepnym, do ciaglego przelaczania miedzy róznymi za- czepami uzwojen transformatora stopniowego przy czym stale styki wybieraka rozdzielone sa na zewnatrz przelacz- nika stopniowego w kierunku jego osi wzdluznej, wedlug faz przelaczania i umieszczone w jednej linii oraz urucha- miane poprzez drazek laczeniowy wysuwany w tym samym kierunku, a drazek laczeniowy dla kazdej fazy przelaczanie posiada elektrycznie przewodzacy mostek stykowy wybie- raka wstepnego, którego dlugosc odpowiada odleglosci miedzy dwoma sasiednimi stalymi stykami wybieraka wstepnego, znamienny tym, ze caly wybierak, jako ele- ment oddzielony od przelacznika stopniowego, umieszczo- ny jest w oddzielnej izolowanej obudowie (1), w której usytuowany jest drazek laczeniowy (5) i tym, ze stale styki wybieraka (2, 3, 4) maja kolowy ksztalt i usytuowane sa koncentrycznie wokól drazka laczeniowego (5) w róznych plaszczyznach wewnatrz izolowanej obudowy (1) oraz tym, ze na kazdym mostku stykowym (6, 28) wybieraka wstep- nego rozmieszczone sa usytuowane promieniowo pary sprezyn (12, 13, 14, 15, 19, 20, 32, 33), a na nich zamoco- wane sa styczki (8, 9, 10, 11, 17, 18, 30, 31). PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiot wynalazku dotyczy przełącznika stopniowego transformatora z wybierakiem wstępnym do ciągłego przełączania między różnymi zaczepami uzwojeń transformatora stopniowego.

Przełączniki stopniowe są montowane od wielu lat w transformatorach, aby poprzez zmianę przełożenia pod obciążeniem można było regulować napięcie, moc czynną i moc bierną sieci elektrycznych.

Znane przełączniki stopniowe występują w dwóch podstawowych formach. W jednej z nich znany przełącznik składa się z oddzielnych grup konstrukcyjnych wybieraków stopniowych i przełączników obciążenia, w drugiej - obydwie grupy konstrukcyjne zostały połączone w jeden wybierak mocy, który realizuje obydwie funkcje. Stosowane w dalszej części opisu określenie przełącznik stopniowy obejmuje obydwie opisane wyżej formy konstrukcyjne.

Regulacja przełożenia następuje stopniowo. W tym celu transformator zaopatrzony jest w uzwojenie stopniowe, którego zaczepy połączone są poprzez przełącznik stopniowy.

Dla zwiększenia osiągalnego obszaru regulacji, w rozwiązaniach znanych od wielu lat, wyposaża się przełączniki stopniowe w wybieraki wstępne. Taki znany wybierak wstępny może realizować zasadniczo obydwie znane funkcje, przedstawione schematycznie na pos. I.

Jak to przedstawiono na pos. Ia, może on służyć jako przełącznik nawrotny, do przełączania posobnego lub przeciwsobnego uzwojenia stopniowego lub, jak to przedstawiono na pos. Ib, do zmiany kierunku na początku lub na końcu stopnia zgrubnego. W każdym przypadku, dzięki wybierakowi wstępnemu podwaja się obszar regulacji przy równej długości uzwojenia stopniowego.

Wybierak wstępny składa się w całości z trzech stałych styków wybieraka wstępnego, przy czym każdorazowo jeden z dwóch stałych styków + lub - jest połączony z trzecim stykiem O, zależnie od miejsca przełączenia.

Te znane wybieraki wstępne występują w wielu formach konstrukcyjnych i wyposażone są w zróżnicowane pod względem rodzaju styki i mechanizmy uruchamiające.

Z bułgarskich druków firmowych On -Load Tap Changer Type RS12 i On -Load Tap Changer Type 16 znany jest przełącznik stopniowy, który znajduje się w cylindrze izolacyjnym i którego wybierak wstępny wystaje poza cylinder izolacyjny w kierunku wzdłużnym tego cylindra.

Stałe styki wybieraka wstępnego usytuowane są w jednej linii w następującej kolejności: + -O względnie - - O - + i uruchamiane są liniowo za pomocą drążka łączeniowego przesuwanego w kierunku wzdłużnym.

Drążek łączeniowy przesuwany w kierunku wzdłużnym, dla każdej fazy posiada przy tym mostek styków wybieraka wstępnego, poprzez który jeden ze stałych styków + albo - wybieraka wstępnego połączony jest z innym stałym stykiem O wybieraka wstępnego, który umieszczony jest między nimi i tworzy przyłącze rdzeniowe wybieraka wstępnego.

Ruch wzdłużny opisanego powyżej drążka łączeniowego realizowany jest przy wykorzystaniu mechanizmu krzyża maltańskiego, który znajduje się na górnej powierzchni przełącznika stopniowego a ruch obrotowy wałka napędowego łącznika realizowany wewnątrz cylindra izolacyjnego przełącznika uruchamia styki wybieraka, poprzez specjalny układ napędu.

Ten znany przełącznik stopniowy z usytuowanym na zewnątrz, liniowo uruchamianym wybierakiem wstępnym ma wiele wad.

Po pierwsze, w związku z rozstawieniem na dużej długości, całego układu wybieraków wstępnych należy spełnić podwyższone wymagania związane z dokładnością ich rozmieszczenia. Zastosowanie już najmniejszej tolerancji wymiarowej w odległościach między stykami wybieraka wstępnego z jednej strony, jak również między nimi i mostkiem stykowym wybieraka wstępnego z drugiej strony, prowadzi do tego, że nie jest możliwy idealny nabieg mostka stykowego na każdy styk, który powinien być połączony elektrycznie. Problem ten nasila się w trakcie uruchamiania poprzez zużycie styków i mechaniczne ich ścieranie.

Aby zredukować niedokładności, wymagane jest zastosowanie specjalnego prowadzenia drążka łączeniowego. Poza tym w znanych konstrukcjach przełączników stopniowych w związku z określonym układem styków ograniczona jest rozporządzalna pojemnościowa moc przełączeniowa wybieraka wstępnego.

Przedmiotem wynalazku jest przełącznik stopniowy transformatora z wybierakiem wstępnym do ciągłego przełączania między różnymi zaczepami uzwojeń transformatora stopniowego, przy czym stałe styki wybieraka rozdzielone są na zewnątrz przełącznika stopniowego w kierunku jego osi

PL 192 641 B1 wzdłużnej, według faz przełączania i umieszczone w jednej linii oraz uruchamiane poprzez drążek łączeniowy wysuwany w tym samym kierunku. Drążek łączeniowy dla każdej fazy przełączanie posiada elektrycznie przewodzący mostek stykowy wybieraka wstępnego, którego długość odpowiada odległości między dwoma sąsiednimi stałymi stykami wybieraka wstępnego.

Istota wynalazku polega na tym, że cały wybierak, jako element oddzielony od przełącznika stopniowego, umieszczony jest w oddzielnej izolowanej obudowie, w której usytuowany jest drążek łączeniowy. Stałe styki wybieraka mają kołowy kształt i usytuowane są koncentrycznie wokół drążka łączeniowego w różnych płaszczyznach wewnątrz izolowanej obudowy. Na każdym mostku stykowym wybieraka wstępnego rozmieszczone są usytuowane promieniowo pary sprężyn, a na nich zamocowane są styczki.

Korzystnie, każdy z mostków stykowych wybieraka wstępnego posiada obsadkę, przynajmniej częściowo obejmującą drążek łączeniowy, na której usytuowane są pary sprężyn i styczki, przy czym że obsadka każdorazowo posiada dolny i górny zderzak.

W rozwiązaniu według wynalazku, trzpienie poprzeczne wraz z zewnętrznymi zderzakami przewleczone są przez drążek łączeniowy i połączone zamknięciem kształtowym z odpowiednimi styczkami.

Poszczególne styczki w ich obszarze środkowym są zwężone, to znaczy są wciągnięte w kierunku do wewnątrz.

Przełącznik stopniowy transformatora według przedmiotowego wynalazku, wyposażony jest w usytuowany na zewnątrz, uruchamiany linearnie wybierak wstępny, w którym nie jest wymagane pracochłonne prowadzenie drążka łączeniowego stanowiącego nośnik dla mostka stykowego wybieraka wstępnego, w którym możliwe jest pewne przełączanie z zasadniczo stałą siłą kontaktu, również przy występujących w takich urządzeniach tolerancjach wymiarowych.

Przełącznik stopniowy transformatora według wynalazku wraz z wybierakiem wstępnym jest dostosowany do wysokich naprężeń występujących na wybieraku wstępnym.

Szczególnie korzystnym rozwiązaniem według wynalazku jest to, że wysuwany wzdłużnie drążek łączeniowy wybieraka wstępnego nie potrzebuje specjalnego prowadzenia, a układ uruchamiania w całości nie musi spełniać szczególnych wymagań w zakresie dokładności wymiarowej. Co więcej poprzez zastosowanie samocentrujących się mostków stykowych wybieraka wstępnego, realizowany jest praktycznie samonastawialny układ styków o stałej sile kontaktu.

Zgodne z wynalazkiem, kołowe ukształtowanie stałych styków wybieraka wstępnego pozwala pokonać wysokie naprężenia. Wybierak wstępny według wynalazku może pokonać wysokie pojemnościowe obciążenia przełączeniowe, tak że tylko w niewielu szczególnych przypadkach konieczne jest zastosowanie dodatkowych oporów. Odnosząc się do całości rozwiązania, dzięki takiej konstrukcji wybieraka wstępnego, zabudowanego na rurze izolacyjnej należy stwierdzić, że zaprojektowane zostało zwarte, stabilne urządzenie o prostej konstrukcji. Kompletny wybierak wstępny może być w prosty sposób prefabrykowany jako oddzielny element i również w prosty sposób zamocowany na izolowanym cylindrze przełącznika stopniowego.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym pos.I przedstawia opisany powyżej wybierak wstępny układów podstawowych, znany ze stanu techniki, fig. 1 - pierwszy przykład wykonania wybieraka wstępnego według wynalazku w schematycznym przekroju wzdłużnym, fig. 2 -ten sam przykład wykonania w przekroju poprzecznym, fig. 3 - alternatywne ukształtowanie mostka stykowego wybieraka wstępnego, fig. 4 - drugi przykład wykonania wybieraka wstępnego według wynalazku również w schematycznie przedstawionym przekroju wzdłużnym fig. 5 - układ elektryczny wybieraka wstępnego według fig. 4, fig. 6 - kompletny przełącznik stopniowy według wynalazku w tym przypadku składający się z wybieraka mocy, który łączy funkcje przełącznika stopniowego jak również przełącznika mocy, przy którym bocznie usytuowany jest wybierak wstępny, przedstawiony schematycznie w przekroju wzdłużnym, fig. 7 - przełącznik stopniowy według fig. 6 z wybierakiem wstępnym w widoku z góry.

Pierwszy przykład wykonania pokazany na fig. 1 przedstawia wybierak wstępny, który jako część nośną posiada obudowę izolacyjną 1. Na wewnętrznej powierzchni ścian tej obudowy 1, rozmieszczone są wraz z ich przewodami doprowadzającymi, przechodzącymi przez obudowę, stałe styki wybieraka wstępnego oznaczone numerami 2, 3, 4 - przedstawione tu tylko dla jednej fazy. Każdy styk stały ma przy tym zaokrąglony kształt i jest usytuowany koncentrycznie w stosunku do obudowy 1.

Pierwszy stały styk 2 pełni funkcję styku + według pos. I, odpowiednio drugi stały styk 3 przejmuje funkcję styku O i trzeci stały styk 4 przejmuje funkcję styku -.

PL 192 641 B1

We wnętrzu obudowy izolacyjnej 1 usytuowany jest przesuwany wzdłużnie drążek łączeniowy 5,na którym osadzony jest mostek stykowy wybieraka wstępnego.

Mostek stykowy 6 wybieraka wstępnego składa się z pojedynczej, otaczającej drążek łączeniowy 5 i zamocowanej na nim pierścieniowej obsadki 7 styków, na której usytuowane są, z możliwością ruchu w kierunku promieniowym, sprężyście osadzone styczki 8,9, 10, 11. Każda ze styczek 8, 9, 10, 11 dociskana jest poprzez pary sprężyn 12, 13, 14, 15w kierunku na zewnątrz, w ten sposób, że przy nabieganiu na każdy stały styk 2, 3, 4 wytwarza, się określone ciśnienie stykowe.

Ograniczenie wychylenia promieniowego styczek 8, 9, 10, 11 realizowane jest dzięki zderzakom 16 usytuowanym u góry i u dołu obsadki 7.

Figura 1 przedstawia wybierak wstępny z tym samym położeniem styków jak na pos. l, w którym styki + i O są połączone.

Gdy wybierak wstępny zostaje uruchomiony, drążek łączeniowy 5 porusza się w kierunku do dołu, co zostało oznaczone na fig. 1 za pomocą strzałki, obsadka 7 styków opuszcza pierwszy stały styk 2 i przesuwa się w kierunku do dołu prowadząc drugi stały styk 3 i pozostając z nim w kontakcie. Na koniec nabiega on na trzeci stały styk 4 wybieraka wstępnego i dzięki temu powstaje nowe połączenie tego trzeciego stałego styku 4 wybieraka wstępnego z funkcją - z drugim stałym stykiem 3 wybieraka wstępnego i przełączenie jest zakończone.

Figura 3 przedstawia inny przykład wykonania mostka stykowego wybieraka wstępnego. W tym przypadku bezpośrednio na drążku łączeniowym 5 znajduje się po pięć styczek leżących parami naprzeciwko siebie. Na fig. 3 przedstawiono w przekroju dwie styczki 17, 18 z czterech znajdujących się na drążku. Styczki 17, 18, poprzez pary sprężyn 19 względnie 20 są rozpychane na zewnątrz. Ograniczenie ich drogi stanowią tu trzpienie poprzeczne 21 wyposażone w zderzak zewnętrzny, przeprowadzony przez otwory każdej ze styczek 17, 18. W analogiczny sposób ograniczona jest droga, nie przedstawionych na tej figurze dwóch innych styczek, przy wykorzystaniu trzpieni poprzecznych 22 znajdujących się w płaszczyźnie przestawionej o 90°.

Figura 4 przedstawia drugi przykład wykonania wybieraka wstępnego według wynalazku, w przekroju wzdłużnym. Przy tym jako element nośny przewidziana jest ponownie obudowa izolacyjna 1. Na wewnętrznej powierzchni ścian obudowy izolacyjnej 1 usytuowane są również stałe styki 2, 3, 4 wybieraka wstępnego, które również mają kształt kołowy i usytuowane są koncentrycznie w stosunku do obudowy izolacyjnej 1. Wewnątrz obudowy izolacyjnej 1, również w tym przykładzie wykonania, usytuowany jest, poruszający się wzdłużnie drążek łączeniowy 5, na którym osadzony jest mostek stykowy 28 wybieraka wstępnego.

Mostek stykowy 28 wybieraka wstępnego, składa się z pierścieniowej obsadki 29 styków, na której usytuowane są ruchome w kierunku promieniowym i sprężyście podparte styczki, z których pokazano, w przekroju tylko dwie, leżące naprzeciwko siebie styczki 30, 31. Każda z tych styczek rozpychana jest w kierunku promieniowo na zewnątrz przez parę sprężyn, z których przedstawiono tu pary 32, 33. Ograniczenie ruchu promieniowego pojedynczej styczki w kierunku na zewnątrz, następuje poprzez górne i dolne zderzaki 34. W przeciwieństwie do fig. 1 i 2, przedstawiającej pierwszy przykład wykonania, pojedyncze styczki, z których przedstawiono tu styczkę 30 i 31 w obszarze środkowym 35, 36 są zwężone, to znaczy są wciągnięte w kierunku do zewnątrz.

Zamiast mostka stykowego wybieraka wstępnego przedstawionego na fig. 4, możliwe jest zastosowanie ograniczenia ruchu, przedstawione w przykładzie wykonania na fig. 3 przy wykorzystaniu trzpieni poprzecznych wyposażonych w zderzak.

Dla działania rozwiązanie przedstawionego w przykładzie wykonania według fig. 4, szczególnie ważne jest opisane zwężenie w środkowym obszarze każdej styczki.

Dzięki temu zwężeniu, następuje dwubiegunowe przerywanie i realizowana jest funkcja przełączenia wybieraka wstępnego. Gdy wybierak wstępny zostanie uruchomiony, to znaczy drążek łączeniowy 5 porusza się w kierunku do dołu, styczki 30, 31 opuszczają zarówno pierwszy stały styk 2 jak i drugi styk stały 3, a przy dalszym ruchu nabiegają jednocześnie na styk 3 jak i 4.

Figura 5 przedstawia podstawowy obwód tego typu wybieraka przełączającego dwubiegunowo, działającego tu jako przełącznik nawrotny.

W obydwu przykładach wykonania wybieraka wstępnego, poprzez koncentryczne ukształtowanie stałych styków wybieraka wstępnego z jednej strony, i sprężyste podparcie styczek na drążku łączeniowym z drugiej strony, zapewnione jest samocentrowanie przy nabieganiu tych styczek. Również przy nieuniknionych tolerancjach wymiarowych drążka łączeniowego, stałych styków wybierka

PL 192 641 B1 wstępnego lub również styczek, zabezpieczone jest przez to równomierne obciążenie wszystkich rozdzielonych pojedynczych styczek.

Na fig. 6 i 7 przedstawiony jest kompletny przełącznik stopniowy transformatora, wraz ze zgodnym z wynalazkiem usytuowanym bocznie wybierakiem wstępnym, przedstawionym w pierwszym przykładzie wykonania na fig. 1i 2.

Właściwy przełącznik stopniowy transformatora ukształtowany jest tu jako wybierak mocy i znajduje się w cylindrze izolacyjnym 37. Wewnątrz i wzdłuż, przez przełącznik stopniowy, w znany sposób przebiega obrotowy drążek izolacyjny 38, na którym, dla każdej z trzech faz osadzony jest element przełącznikowy 39.1, 39.2, 39.3, wraz z ruchomymi stykami i innymi elementami przełącznikowymi. Odpowiednio do każdego z ruchomych styków, w ścianie cylindra izolacyjnego 37 usytuowane są stałe styki przełącznika stopniowego, które mogą być włączone. Ponieważ działanie wybieraka mocy tego typu jest wystarczająco znane, inne jego części składowe nie będą bliżej omawiane. Z boku przełącznika stopniowego, poprzez umocowaną na nim trawersę 45, zainstalowany jest wybierak wstępny według wynalazku znajdujący się w cylindrze izolacyjnym 1. Wewnątrz cylindra izolacyjnego 1 znajduje się drążek łączeniowy 5 i usytuowane są w nim trzy styki wybieraka wstępnego, które zostały już wcześniej opisane, przeznaczone dla każdej z trzech faz, to znaczy styki 2.1, 3.1, 4.1 w jednej płaszczyźnie poziomej dla jednej fazy, styku 2.2, 3.2, 4.2 w innej płaszczyźnie poziomej dla drugiej fazy i styki 2.3, 3.3, 4.4 dla trzeciej fazy w trzeciej płaszczyźnie poziomej. Każdemu ze styków odpowiada, dla każdej fazy mostek stykowy wybieraka wstępnego. Przy uruchomieniu wybieraka wstępnego, poprzez przesunięcia drążka łączeniowego w kierunku do dołu, we wszystkich trzech fazach, styczki opuszczają mostki stykowe wybieraka wstępnego 6.1, 6.2, 6.3, najpierw jednocześnie z odpowiadającymi stykami 2.1, 2.2, 2.3 które nabiegają na styki + każdego ze styków O 3.1, 3.2, 3.3 w kierunku do dołu i na zakończenie kontaktują poszczególne styki - 4.1, 4.2, 4.3. W każdej płaszczyźnie poziomej, odpowiadającej określonej fazie ekranowane są obszary stałych styków wybieraka wstępnego, każdorazowo za pomocą górnych ekranów 40.1a, 40.2a, 40.3a, ekranów dolnych 40.1b, 40.2b.

Przy górnym zakończeniu, drążek łączeniowy 5 wyposażony jest w dźwignię 41, które za pomocą trzpienia poprzecznego 42 ułożyskowane jest w łożysku 43, w obszarze głowicy przełącznika stopniowego. Trzpień poprzeczny 42 jest połączony z korbą 44, która na wolnym zakończeniu realizuje ruch wychylny napędu maltańskiego przełącznika stopniowego. Ruch wychylny korby 44, która równocześnie zaznacza punkt podparcia, przenosi się na ruch wychylny dźwigni 41 w kierunku pionowym, który jest przenoszony na drążek łączeniowy 5. Opisany tu mechanizm uruchamiający, jest nakierowany na trawersę 46, która równocześnie realizuje górne zamocowanie wybieraka wstępnego na przełączniku stopniowym.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Przełącznik stopniowy transformatora z wybierakiem wstępnym, do ciągłego przełączania między różnymi zaczepami uzwojeń transformatora stopniowego przy czym stałe styki wybieraka rozdzielone są na zewnątrz przełącznika stopniowego w kierunku jego osi wzdłużnej, według faz przełączania i umieszczone w jednej linii oraz uruchamiane poprzez drążek łączeniowy wysuwany w tym samym kierunku, a drążek łączeniowy dla każdej fazy przełączanie posiada elektrycznie przewodzący mostek stykowy wybieraka wstępnego, którego długość odpowiada odległości między dwoma sąsiednimi stałymi stykami wybieraka wstępnego, znamienny tym, że cały wybierak, jako element oddzielony od przełącznika stopniowego, umieszczony jest w oddzielnej izolowanej obudowie (1), w której usytuowany jest drążek łączeniowy (5) i tym, że stałe styki wybieraka (2, 3, 4) mają kołowy kształt i usytuowane są koncentrycznie wokół drążka łączeniowego (5) w różnych płaszczyznach wewnątrz izolowanej obudowy (1) oraz tym, że na każdym mostku stykowym (6, 28) wybieraka wstępnego rozmieszczone są usytuowane promieniowo pary sprężyn (12, 13, 14, 15, 19, 20, 32, 33), a na nich zamocowane są styczki (8, 9, 10, 11, 17, 18, 30, 31).
2. 2. Przełącznik według zastrz. 1, znamienny tym, że każdy z mostków stykowych (6, 28) wybieraka wstępnego posiada obsadkę (7, 29), przynajmniej częściowo obejmującą drążek łączeniowy (5), na której usytuowane są pary sprężyn (12, 13, 14, 15, 19, 20, 32, 33) i styczki (8, 9, 10, 11, 17, 18, 30, 31).

   PL 192 641 B1
3. 3. Przełącznik, według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że obsadka (7, 29) posiada odpowiednio dolny i górny zderzak (16, 34).
4. 4. Przełącznik według zastrz. 1, znamienny tym, że trzpienie poprzeczne (21) wraz z zewnętrznymi zderzakami przewleczone są przez drążek łączeniowy (5) i połączone zamknięciem kształtowym ze styczkami (8, 9, 10, 11, 17, 18, 30, 31).
5. 5. Przełącznik według zastrz. 1, znamienny tym, że poszczególne styczki (30, 31) w ich obszarze środkowym (35, 36) są zwężone, to znaczy są wciągnięte w kierunku do wewnątrz.