RO118989B1 - Comutator cu ploturi, echipat cu un preselector - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un comutator cu ploturi, echipat cu un preselector prin care se urmăreşte realuzarea unei comutări continue între prizele de pe înfăşurarea unui transformator cu ploturi. Comutatorul cu ploturi, echipat cu un preselector, în care preselectorul, conceput ca un subansamblu distinct de comutatorul cu ploturi, este montat într-o carcasă (1 şi 23) separată, din material izolant, în interiorul căreia este dispusă o tijă de comutare (5 şi 27), iar nişte contacte fixe de preselectare (2, 3, 4; 24, 25 şi 26) au o formă circulară şi sunt dispuse în interiorul carcasei (1 şi 23) din material izolant, în planuri distincte şi astfel încât să înconjoare tija de comutare (5 şi 27), şi pe fiecare din punţile de contacte de preselectare (6 şi 28) sunt montate piese de contact (8, 9, 10, 11; 17, 18, 30 şi 31) cu rezemare elastică în direcţia radială, astfel încât atunci când trec în dreptul unuia din contactele fixe de preselectare (2, 3, 4, 24, 25 şi 26), ele pot fi împinse către interior, în sens contrar forţei exercitate de arcuri. ŕ

Description

Invenția se referă la un comutator cu ploturi, echipat cu un preselector prin care se urmărește realizarea unei comutări continue între prizele de pe înfășurarea unui transformator cu ploturi. De mulți ani, comutatoarele cu ploturi fac parte integrantă din alcătuirea transformatoarelor, pentru a permite astfel reglajul tensiunii, puterii active și a celei reactive din rețelele electrice, prin modificarea sub sarcină a raportului de transmitere.

în principiu, tipurile cunoscute de comutatoare cu ploturi pot fi considerate ca făcând parte din două grupe distincte de soluții constructive; cele din prima grupă sunt alcătuite din două subansambluri separate - selectorul în trepte și comutatorul de reglaj sub sarcină; la cele din a doua grupă, cele două subansambluri sunt comasate pentru a forma un singur selector de sarcină, care preia ambele funcțiuni. în cele ce urmează, termenul comutator cu ploturi se referă la ambele grupe de rezolvări constructive.

Reglajul raportului de transmitere se realizează în trepte; în acest scop, transformatorul este prevăzut cu o înfășurare cu prize multiple, iar aceste prize pot fi contactate de către comutatorul cu ploturi.

în vederea măririi domeniului posibil de reglaj, se practică de multă vreme echiparea comutatorului cu ploturi cu un preselector. în principiu, acest tip cunoscut de preselector poate prelua cele două funcțiuni prezentate schematic în fig. 1.

El poate funcționa, așa cum se arată în fig. 1a, la un comutator, pentru conectarea și deconectarea înfășurării cu prize multiple sau, așa cum se arată în figura 1b, pentru inversarea înfășurării cu prize multiple la începututul sau la sfârșitul treptei grosiere. în fiecare din aceste cazuri, la lungimi egale ale înfășurării cu prize mutiple, prin introducerea preselectorului se dublează domeniul de reglaj.

Preselectorul este format, în total, din trei contacte fixe de preselectare, din care totdeauna unul din cele două contacte fixe+ saueste legat, în funcție de poziția de comutare, cu al treilea contact fix 0. Aceste tipuri cunoscute de preselectoare se prezintă într-o mare diversitate de alcătuiri constructive și sunt echipate cu cele mai diverse tipuri de contacte și mecanisme de acționare.

Din publicațiile Όη-Load Tap ChangerType RS12 și On-Load Tap ChangerType 16“ ale unor firme bulgare de specialitate, ne este cunoscut un comutator cu ploturi amplasat în interiorul unui cilindru din material izolant și la care preselectorul este dispus în exteriorul acestui cilindru din material izolant și se dezvoltă în direcția longitudinală a acestuia.

Contactele fixe de preselectare sunt dispuse coliniar cu succesiunea de contacte+ — “0 — respectiv— 0 —+ și sunt acționate liniar cu ajutorul unei tije de comutare ce se deplasează în direcție longitudinală.

Această tijă de comutare, ce se deplaseză în direcție longitudinală prezintă, pentru fiecare fază, o punte de contact de preselectare, care permite ca, în mod selectiv, oricare din cele două contacte fixe de preselectare sau să fie conectat cu al treilea contact fix de preselectare “0, dispus între primele două și care constituie racordul principal al preselectorului.

Mișcarea longitudinală a tijei de comutare prezentate mai sus este asigurată, cu ajutorul unei transmisii speciale, de un mecanism cu cruce de Malta, amplasat în partea de sus a comutatorului cu ploturi și care generează mișcarea de rotație a arborelui de comutare din interiorul cilindrului din material izolant al comutatorului cu ploturi, în vederea acționării contactelor de selectare.

Acest tip cunoscut de comutator, cu ploturi cu selector exterior, cu acționare liniară, prezintă totuși o serie de neajunsuri.

în primul rând, datorită lungimii apreciabile pe care se desfășoară dispoziția generală a preselectorului, este necesar să fie îndeplinite condițiile severe privind precizia de execuție.

Chiar și cele mai neînsemnate toleranțe între contactele fixe de preselectare, precum și între

RO 118989 Β1 acestea și puntea mobilă de contacte de preselectare au drept urmare imposibilitatea reali- 50 zării unei treceri absolut corecte de contacte peste contactele fixe ce urmează a fi legate electric între ele. Această dificultate se accentuează pe parcursul perioadei de exploatare datorită arderii și uzurii mecanice la care sunt supuse contactele.

Pentru diminuarea inexactităților, mai este necesară o ghidare specială a tijei de comutare. 55

Apoi, mai trebuie avut în vedere și faptul că, la tipul cunoscut de comutator cu ploturi, ca urmare a modului de dispunere a contactelor ce a fost adoptat, se limitează și puterea capacitivă de comutare ce se poate realiza.

Problema pe care o rezolvă invenția constă în realizarea unui comutator cu ploturi de tipul celor enumerate mai sus, echipat cu un preselector amplasat în exterior și acționat 60 liniar, și la care se poate renunța la un sistem costisitor de ghidare a tijei de comutare ce poartă puntea de contacte de preselectare, dar care totuși să permită - chiar și atunci când intervin anumite toleranțe - o comutare în condiții de siguranță și, în principiu, cu forțele de contact constante.

în afară de aceasta, comutatorul cu ploturi, echipat cu un selector și care face obiec- 65 tul invenției, mai trebuie să fie capabil să preia și solicitările datorate unor valori ridicate ale tensiunilor aplicate preselectorului.

Obiectivul astfel conturat se realizează, în înțelesul acestei invenții, cu ajutorul unui comutator cu ploturi, echipat cu un preselector, prin care se urmărește realizarea unei comutări continue între diversele prize de pe înfășurările transformatoarelor cu ploturi, 70

- la care, în exteriorul comutatorului cu ploturi și în direcția longitudinală a acestuia, sunt prevăzute contacte fixe de preselectare, asociate fazelor ce urmează a fi comutate și separate între ele, care contacte sunt dispuse în linie și pot fi acționate printr-o tijă de comutare ce se poate deplasa în direcția longitudinală, și

- la care, pentru fiecare fază ce urmează a fi comutată, tija de comutare este prevă- 75 zută cu câte o punte de contacte de preselectare electric conductivă și astfel dimensionată, încât oricare două contacte fixe de preselectare învecinate pot fi legate între ele, caracterizat prin aceea că

- preselectorul, conceput ca un subansamblu distinct de comutatorul cu ploturi, este montat într-o carcasă separată din material izolant în interiorul căreia este dispusă tija de 80 comutare,

- respectivele contacte fixe de preselectare au formă circulară și sunt dispuse în interiorul carcasei din material izolant, în planuri distincte și astfel încât să înconjoare tija de comutare, și

- pe fiecare din punțile de contacte de preselectare sunt montate piese de contact 85 cu rezemare elastică în direcția radială, astfel încât atunci când trec în dreptul unuia din contactele fixe de preselectare ele pot fi împinse către interior, în sens contrar forței exercitate de arcuri.

Avantajul deosebit pe care îl oferă invenția constă în faptul că tija de comutare a preselectorului, deplasabilă longitudinal, nu necesită un sistem deosebit de ghidare și că meca- 90 nismul de acționare, în ansamblul său, nu trebuie să îndeplinească nici un fel de condiții deosebite în ce privește precizia de execuție. Dimpotrivă, prin prevederea unei punți de contacte de preselectare capabilă de autocentrare, se realizează un sistem de contacte cu autoreglaj și forța de contact constante.

în afară de aceasta, alcătuirea inelară a contactelor fixe de preselectare permite pre- 95 luarea unor solicitări ridicate; în același timp, preselectorul care face obiectul invenției este capabil să facă față și la puteri capacitive de comutare ridicate, astfel încât prevederea unor rezistențe de polaritate suplimentare nu este necesară decât în unele rare cazuri speciale.

RO 118989 Β1 în ansamblu, soluția adoptată de alcătuire a preselectorului amplasat într-un element tubular separat și executat dintr-un material izolant, sunt create condițiile pentru o alcătuire compactă, stabilă și ușor de realizat; în felul acesta, întregul preselector poate fi ușor prefabricat ca un subansamblu complet independent și apoi fixat la fel de ușor de cilindru din material izolant aparținând comutatorului cu ploturi.

în cele ce urmează se prezintă o descriere detaliată a invenției, cu trimiteri la desenele exemplificative anexate și în care apar:

- fig.1 a, 1b, scheme electrice principale ale preselectoarelor prezentate inițial ca aparținând stadiului actual de dezvoltare a tehnicii;

- fig.2, o primă variantă de alcătuire a unui preselector potrivit prevederilor acestei invenții (secțiune în vedere laterală schematică);

- fig.3, aceeași variantă de alcătuire (secțiune în vedere de sus);

- fig.4, variantă alternativă de alcătuire a punții de contacte de preselectare;

- fig.5, o a doua variantă de alcătuire a unui preselector potrivit prevederilor acestei invenții (secțiune în vedere laterală schematică);

- fig.6, schema electrică, cunoscută ca atare, aferentă celei de a doua variantă prezentate în fig.5;

- fig.7, prezentare integrală a unui comutator cu ploturi potrivit prevederilor acestei invenții și care este alcătuit dintr-un selector de sarcină care preia funcțiunile unui selector în trepte și ale unui comutator de reglaj sub sarcină, și dintr-un preselector amplasat lateral (secțiune în vedere laterală schematică);

- fig.8, comutator cu ploturi echipat cu un preselector conform fig.7 (vedere schematică de sus).

Varianta de alcătuire prezentată în fig. 2 și 3 se referă la un preselector la care componenta portantă este formată dintr-un cilindru cu rol de carcasă 1 executată dintr-un material izolant. Pe suprafața interioară a peretelui acestei carcase 1 din material izolant sunt dispuse contactele de preselectare 2,3, 4 - aferente în cazul de față unei singure faze - și ale căror conductoare traversează peretele carcasei. Fiecare din aceste contacte fixe de preselectare are formă circulară și este dispus concentric cu carcasa 1, din material izolant.

Contactul 2 preia funcțiunea contactului+ din fig.1 și, în mod corespunzător, contactul 3 preia funcțiunea contactului 0, iar contactul 4 preia funcțiunea contactului “+ din fig.1.

în interiorul carcasei 1, din material izolant, este prevăzută o tijă de comutare 5, pe care este montată puntea de contacte de preselectare 6.

în detaliu, puntea de contacte de preselectare 6 este formată dintr-un suport inelar de contacte 7, ce înconjoară tija de comutare 7 și este fixat de aceasta din urmă, și pe care sunt montate elastic piesele de contact 8, 9,10,11, mobile în direcție radială. Fiecare din aceste piese de contact 8,9,10,11 sunt presate radial către exterior de perechile de arcuri 12,13,14,15 așa fel încât, la trecerea peste unul din contactele fixe 2,3,4 ia naștere o presiune de contact bine determinată.

Limitarea cursei radiale a pieselor de contact 8, 9,10,11 se realizează prin prevederea de opritoare 16 la capătul superior și inferior al suportului de contacte 7.

în fig.2, preselectorul care face obiectul acestei invenții este prezentat în aceeași poziție de comutare ca și în fig.1, legătura fiind făcută între contactele +“ și “0.

în momentul în care preselectorul este acționat, tija de comutare 5 se deplasează în jos, în sensul indicat printr-o săgeată în fig.2, iar suportul de contacte 7 părăsește contactul de preselecție 2 și se deplasează în jos, fiind ghidat de contactul de preselectare 3, cu care rămâne permanent în contact. El ajunge astfel în dreptul contactului de prelectare

4, stabilind astfel legătura dintre acest contact de preselectare 4, având funcțiuneași contactul de preselectare 3; prin aceasta se încheie operația de comutare.

RO 118989 Β1 în fig.4 se prezintă o altă variantă de alcătuire a unei punți de contacte de preselectare. în acest caz, sunt prevăzute piese de contact două câte două diametral opuse și fixate 150 direct pe tija de comutare; din aceste patru piese de contact, în secțiune sunt reprezentate cele două piese de contact 17,18. Aceste două piese de contact 17,18 sunt, la rândul lor, presate către exterior de perechea de arcuri 19, respectiv 20, limitarea cursei se realizează cu ajutorul bolțurilor transversale 21, cu opritor exterior și care sunt montate în găurile practicate în fiecare din cele două piese de contact 17,18. în mod perfect asemănător, celelalte 155 două piese de contact ce nu apar în secțiunea din desen au cursa limitată prin alte bolțuri transversale 22, dispuse într-un plan rotit cu 90°.

în fig.5 se prezintă în secțiune o a doua variantă de alcătuire a unui preselector ce face obiectul acestei invenții. Și în acest caz elementul portant este constituit dintr-o carcasă 23 tubulară, dintr-un element izolant. Pe suprafața interioară a peretelui acestei carcase 23 160 din material izolant sunt dispuse, și în acest caz, contactele de preselectare 24,25,26, montate pe un traseu circular și concentric cu carcasa 23, din material izolant. Tot astfel, în interiorul carcasei 23, din material izolant este amplasată, și în acest caz, o tijă de comutare 27, deplasabilă longitudinal și pe care este montată o punte de contacte de preselectare 28.

Așa cum s-a arătat mai sus în legătură cu primul exemplu de variantă de alcătuire, 165 puntea de contacte de preselectare 28 este formată dintr-un suport inelar de contacte 29, pe care sunt montate piesele de contact rezemate elastic și care se pot deplasa în direcție radială; din acestea, în secțiune nu apar decât două piese de contact 30, 31 diametral opuse. Fiecare din aceste piese de contact este presată radial către exterior, sub acțiunea unor perechi de arcuri, din care, în desen apar perechile 32, 33. Limitarea cursei radiale a 170 fiecăreia din aceste piese de contact se realizează, și în acest caz, cu ajutorul opritoarelor superioare și inferioare 34. Spre deosebire de prima variantă de alcătuire reprezentată în fig. 2 și 3, piesele de contact prezintă fiecare - în desen apar piesele de contact 30,31 - o strangulare în zona mediană 35,36 - respectiv prezintă în secțiune o retragere către interior.

în locul punții de contacte de preselectare reprezentată în fig.5, este perfect posibil 175 să se utilizeze tipul de punte din fig.4, la care limitarea cursei se realizează cu ajutorul unor bolțuri transversale prevăzute cu opritoare.

în cazul celei de-a doua variante constructive prezentate în fig.5, din punctul de vedere al funcționalității prezintă o importanță deosebită strangularea din zona mediană.

Această strangulare determină o întrerupere bipolară și deci preluarea de către pre- 180 selector a funcției de comutator. în momentul în care preselectorul este acționat, adică atunci când tija de comutare 27 se deplasează în jos, piesele de contact 30, 31 părăsesc atât contactul 24, cât și contactul 25, iar atunci când deplasarea se continuă, ele se îndreaptă simultan atât către contactul 26, cât și către contactul 25.

în fig.6 se prezintă, de principiu, schema de conexiuni a unui asemenea preselector 185 cu comutare bipolară, care funcționează, în acest caz, ca inversor.

Prin dispunerea concentrică a contactelor fixe de preselectare, cât și prin montarea elastică a pieselor de contact pe tija de comutare, se asigură - în ambele variante de alcătuire a preselectorului - un efect de autocentrare în momentul conectării respectivelor piese de contact. Chiar și în condițiile în care intervin, în mod inevitabil, abateri dimensionale ale 190 tijei de comutare, ale contactelor fixe de preselectare sau chiar ale pieselor de contact, se asigură în acest fel o transmitere uniformă a contactului la fiecare din piesele de contact antrenate în acest proces.

în fig. 7 și 8 se prezintă ansamblul alcătuit dintr-un comutator cu ploturi și un preselector dispus lateral și conceput potrivit prevederilor acestei invenții - în acest caz conform 195 primei variante de alcătuire ce apare în fig. 2 și 3 și de tipul cu întrerupere simplă.

RO 118989 Β1 în acest caz, comutatorul cu ploturi propriu-zis este alcătuit ca un selector de sarcină și este amplasat în interiorul unui cilindru 37 din material izolant. Comutatorul cu ploturi este străbătut de o tijă rotativă 38, din material izolant și care este prevăzută, pentru fiecare din cele trei faze, cu câte un element de comutare 39.1 39.2 39.3 echipat cu contacte mobile, precum și cu alte mijloace de comutare. Corespunzător cu contactele mobile, în peretele cilindrului 37 din material izolant sunt montate contactele fixe ale comutatorului cu ploturi. Cum funcționarea unui asemenea selector de sarcină este suficient de bine cunoscută, nu vom insista asupra celorlalte componente ale sale. Alăturat comutatorului cu ploturi și fixat de acesta printr-o traversă 45, se află preselectorul care face obiectul prezentei invenții și care este amplasat în interiorul unui cilindru 1, din material izolant. în acest cilindru 1, din material izolant, este dispusă o tijă de comutare 5, iar pentru fiecare din cele trei faze sunt prevăzute cele trei contacte de preselectare descrise mai sus - respectiv contactele 2.1,3.1, 4.1 montate într-un plan orizontal asociat unei prime faze contactele 2.2,3.2,4.2 montate în planul orizontal asociat cele de a doua faze și, în fine, contactele 2.3,3.3,4.3 montate în planul orizontal, asociat celei de-a treia faze. în corelare cu aceste contacte, pentru fiecare fază în parte este prevăzută câte o punte de contacte de preselectare 6.1,6.2,6.3. în momentul acționării preselectorului prin deplasarea în jos a tijei de comutare, deci în toate cele trei faze, piesele de contact ale punților de contacte 6.1, 6.2, 6.3, părăsesc simultan întâi contactele corespunzătoare 2.1, 2.2, 2.3 care sunt contacte ”+, se îndreaptă în jos către contactele “0 3.1,3.2,3.3 și, în fine, contactează contactele4.1,4.2,4.3. în fiecare din planurile orizontale asociate unei faze bine determinate, zonele din dreptul contactelor fixe de preselectare sunt ecranate prin ecranele superioare 40.1a, 40.2a, 40.3a și ecranele inferioare 40.1b, 40.2b.

La capătul său superior, tija de comutare 5 este prevăzută cu o pârghie 41, ce reazemă, prin interiorul unui bolț transversal 42, într-un lagăr 43, dispus în zona capătului superior al comutatorului cu ploturi. La rândul său, acest bolț transversal 42 este legat cu o manivelă 44, care preia, prin capătul său liber, mișcarea de pivotare transmisă de mecanismul cu cruce de Malta al comutatorului cu ploturi. Mișcarea de pivotare a manivelei 44, care definește totodată și punctul de rezemare, se transmite pârghiei 41 ca o mișcare de pivotare în plan vertical, care se transmite, la rândul său, tijei de comutare 5. Mecanismul de acționare descris este articulat de o traversă superioară 46, care constituie totodată și dispozitivul de fixare superior al preselectorului de comutatorul cu ploturi.

Claims (6)

1. Revendicări

   1. Comutator cu ploturi, echipat cu un preselector prin care se urmărește realizarea unei comutări continue între diversele prize de pe înfășurările transformatoarelor cu ploturi,

   - la care, în exteriorul comutatorului cu ploturi și în direcția longitudinală a acestuia, sunt prevăzute contacte fixe de preselectare (2, 3, 4), asociate fazelor ce urmează a fi comutate și separate între ele, contacte care sunt dispuse în linie și pot fi acționate printr-o tijă de comutare (5) ce se poate deplasa în direcția longitudinală, și

   - la care pentru fiecare fază ce urmează a fi comutată, tija de comutare (5) este prevăzută cu câte o punte de contacte de preselectare (6) electric conductivă și astfel dimensionată, încât oricare două contacte fixe de preselectare (2, 3, 4) învecinate pot fi legate între ele, caracterizat prin aceea că

   - preselectorul, conceput ca un subansamblu distinct de comutatorul cu ploturi, este montat într-o carcasă (1; 23) separată din material izolant în interiorul căreia este dispusă tija de comutare (5; 27),

   RO 118989 Β1

   - respectivele contacte fixe de preselectare (2, 3, 4; 24, 25, 26) au formă circulară 245 și sunt dispuse în interiorul carcasei (1; 23) din material izolant, în planuri distincte și astfel încât să înconjoare tija de comutare (5; 27),și

   - pe fiecare din punțile de contacte de preselectare (6; 28) sunt montate piese de contact (8, 9,10,11; 17,18; 30, 31) cu rezemare elastică în direcția radială, astfel încât atunci când trec în dreptul unuia din contactele fixe de preselectare (2, 3, 4; 24, 25, 26) ele 250 pot fi împinse către interior, în sens contrar forței exercitate de arcuri.
2. 2. Comutator cu ploturi, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că fiecare din punțile de contacte de preselectare (6; 28) prezintă un suport de contacte (7; 29) ce înconjoară, cel puțin parțial, tija de comutare (5; 27) și pe care sunt montate piesele de contact (8,9,10,11; 17,18; 30,31). 255
3. 3. Comutator cu ploturi, conform revendicării 1 sau 2, caracterizat prin aceea că efectul de arcuire a pieselor de contact (8, 9,10,11; 17,18; 30, 31) se obține cu ajutorul perechilor de arcuri (12,13,14,15; 19,20; 32, 33) ce reazemă pe tija de comutare (5; 27) sau pe suportul de contacte (7; 29).
4. 4. Comutator cu ploturi, conform revendicării 1,2 sau 3, caracterizat prin aceea că 260 pentru limitarea parcursului efectuat de piesele de contact (8,9,10,11; 17,18; 30,31) sunt prevăzute opritoarele (16; 34) superioare și inferioare.
5. 5. Comutator cu ploturi, conform revendicării 1,2 sau 3, caracterizat prin aceea că, pentru limitarea parcursului efectuat de piesele de contact (8,9,10,11; 17,18; 30,31), sunt prevăzute bolțuri transversale (21) cu opritor și ghidate prin găuri. 265
6. 6. Comutator cu ploturi, conform uneia din revendicările de mai sus, caracterizat prin aceea că piesele de contact (30,31) prezintă o ștrangulare în zona lor mediană (35, 36), adică o retragere către interior, astfel încât, în momentul acționării intervine o dublă întrerupere, adică părăsirea simultană a celor două contacte fixe de preselectare învecinate și care fuseseră contactate până în acel moment. 270