ПЕРЕКЛЮЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ТРАНСФОРМАТОРА Российский патент 1997 года по МПК H01F29/04 H01F21/12 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к средствам регулирования напряжения трансформаторов, и может быть использовано в устройствах переключения ответвлений обмоток трансформатора под нагрузкой.

Известно устройство для реверсирования регулировочной части обмоток электрических аппаратов [1] Указанное устройство содержит переключатель нагрузки (переключающая группа контактов) и предызбиратель (реверсирующая группа контактов). Для обеспечения непрерывности тока нагрузки во время переключения предызбирателя, имеются дополнительные контакты, функции которых выполняют вспомогательный контакт с токоограничивающим резистором, соединенный с подвижным контактом переключателя нагрузки, и подвижный контакт предызбирателя, выполненный в форме сектора. Недостатками такой конструкции является то, что контакты предызбирателя, переключателя нагрузки и дополнительные контакты расположены в одной плоскости. Это требует увеличения габаритов и усложнения изоляционной конструкции устройства, а следовательно, увеличения материалоемкости и затрат на изготовление. Особенно ощутимы будут эти недостатки в трехфазном варианте устройства, так как исключена возможность расположения контактов трех фаз предызбирателя в одной плоскости.

Известна конструкция переключателя отпаек высоковольтного трансформатора [2] Указанная конструкция содержит переключатель нагрузки с подвижными и равномерно расположенными по дуге неподвижными контактами, предызбиратель с подвижными контактами и неподвижными контактами, соединенными с крайними неподвижными контактами переключателя нагрузки, дополнительный переключатель с подвижными и неподвижными контактами и приводные валы для перемещения подвижных контактов. Недостатками этого устройства является то, что контактные системы предызбирателя и дополнительного переключателя механически жестко соединены между собой, а все электрические соединения выполнены через неподвижные контакты. Поэтому требуется много неподвижных контактов, места для их размещения изоляции между ними. Это увеличивает габариты, материалоемкость и затраты на изготовление устройства.

Общий недостаток обоих аналогов заключается также в том, что процесс переключения предызбирателя (реверсирование регулировочной обмотки) производится за два переключения переключателя нагрузки. Это приводит к тому, что существует рабочее положение, на котором регулировочная обмотка полностью отсоединена от основной обмотки и для устранения возможных перенапряжений (в случае остановки устройства на положении с отсоединенной регулировочной обмоткой) необходим дополнительный контакт (в прототипе поз. 42) и высокоомный резистор, рассчитанный на длительную работу под высоким напряжением.

Задача изобретения уменьшение материалоемкости и затрат на изготовление устройства.

Задача достигается в заявляемом переключающем устройстве трансформатора, содержащем переключатель нагрузки с подвижными и равномерно расположенными по дуге неподвижными контактами, предызбиратель с подвижными контактами и неподвижными, соединенными с крайними неподвижными контактами переключателя нагрузки, дополнительный переключатель с подвижными и неподвижными контактами и приводные валы, жестко механически соединенные с подвижными контактами за счет того, что подвижные контакты предызбирателя и дополнительного переключателя установлены на раздельных приводных валах и соединены электрически. При этом электрическое соединение подвижных контактов предызбирателя и дополнительного переключателя выполнено гибкой связью с возможностью перемещения, приводные валы выполнены соосными, а контакты предызбирателя и дополнительного переключателя расположены в разных плоскостях.

Основными новыми признаками устройства являются электрическое соединение подвижных контактов предызбирателя и дополнительного переключателя гибкой связью и установка их на раздельных валах.

Анализ технической и патентной информации подтверждает новизну этих признаков, следовательно по новизне заявляемое устройство соответствует критерию изобретения. Расположение всех контактов трех фаз предызбирателя в одной плоскости, а дополнительного переключателя в другой плоскости также, в совокупности с вышеуказанными основными признаками, является новым.

Использование этих признаков в совокупности с известными признаками прототипа позволяет, наряду с минимальным количеством неподвижных контактов, значительно уменьшить габариты предызбирателя дополнительного переключателя, не выходя за пределы переключателя нагрузки по диаметру. Кроме того, заявляемое устройство за счет указанных признаков обеспечивает возможность переключения предызбирателя за одно переключение переключателя нагрузки, исключая остановку устройства в положении с отсоединенной регулировочной обмоткой. Это позволяет обойтись без элементов привязки регулировочной обмотки к потенциалу (дополнительный контакт и высокоомный резистор), что упрощает конструкцию переключающего устройства и трансформатора. Следовательно, и по достигаемому эффекту заявляемое устройство соответствует критерию изобретения.

На фиг. 1 схемно показано переключающее устройство по изобретению; на фиг. 2 показан предызбиратель с дополнительным переключателем, вид сбоку в разрезе.

Переключающее устройство трансформатора содержит:
переключатель нагрузки 1 с неподвижными контактами 2 фаз A, B, C и подвижными контактами 3; подвижные контакты 3 соединены с нейтралью, а неподвижные с ответвлениями регулировочной обмотки трансформатора (не показана); в каждой фазе имеется по девять неподвижных контактов X1 X9, Y1 - Y9, Z1 Z9; контакты каждой фазы расположены в одной плоскости, а группы контактов разных фаз удалены друг от друга по высоте переключателя нагрузки на изоляционное расстояние; неподвижные контакты 2 каждой фазы расположены равномерно по дуге с удалением друг от друга на изоляционное расстояние ступени, а крайние контакты удалены друг от друга на изоляционное расстояние диапазона, причем расстояние между осями этих контактов кратно расстоянию между осями контактов, расположенных на изоляционном расстоянии ступени и в описываемом варианте эта кратность равна трем;
предызбиратель 4 с неподвижными контактами 5 и подвижными контактами 6; неподвижных контактов 5 шесть штук, т.е. по два контакта на фазу (X1, X9; Y1, Y9; Z1, Z9) и каждый из них соединен с соответствующим ему крайним неподвижным контактом переключатея нагрузки; подвижных контактов 6 три штуки, т.е. по одному на фазу и они соединены с выводами основных обмоток трансформатора (XO, YO, ZO) (не показано);
дополнительный переключатель 7 с неподвижными контактами 8 и подвижными контактами 9; неподвижных контактов 8 три штуки, т.е. по одному контакту на фазу (X, Y, Z), они соединены между собой шиной 10 и с выводом нейтрали переключателя нагрузки шиной 11; подвижных контактов 9 также три, по одному на фазу и они пофазно электрически соединены гибкими связями 12 с подвижными контактами 6 предызбирателя 4.

Неподвижные контакты 5 предызбирателя и неподвижные контакты 8 дополнительного переключателя установлены на общем основании 13, выполненном в виде цилиндра из изоляционного материала. Подвижные контакты 6 предызбирателя установлены на держателе 14, жестко соединенном с приводным валом 15. Подвижные контакты 9 дополнительного переключателя установлены на соосном с валом 15 валу 16, выполненном в виде цилиндра из изоляционного материала с фланцем 17, соединенным с верхним фланцем 18 основания 13 через подшипник качения 19 и, соосно с валом 15, через подшипник 20, что обеспечивает независимое раздельное вращение валов 15 и 16. Для соединения с выводами основных обмоток трансформатора в нижнем фланце 21 основания 13 установлены отводы 22, соединенные с подвижными контактами 6 предызбирателя гибкими связями 23. Все контакты трех фаз предызбирателя расположены в одной плоскости в нижней части устройства, а все контакты трех фаз дополнительного переключателя расположены в другой плоскости выше контактов предызбирателя на величину изоляционного расстояния. Предизбиратель с дополнительным переключателем устанавливается в баке трансформатора под переключателем нагрузки и для ориентированного сочленения с ним на фланце 18 имеется штифт 24. Для перемещения подвижных контактов 6 предызбирателя на валу 15 имеется мальтийская шестерня 25, получающая движение от поводка 26, установленного на промежуточном валу 27 с шестерней 28. Для перемещения подвижных контактов 9 дополнительного переключателя на фланце 17 вала 16 имеется мальтийская шестерня 29, взаимодействующая с поводком 30, установленным на том же промежуточном валу 27, что и поводок 26. Шестерня 28 является передаточным звеном от переключателя нагрузки к предызбирателю и дополнительному переключателю.

При переключении отпаек с первого по восьмое положение переключающего устройства контакты (X, Y, Z1 X, Y, Z8) переключаются только контакты переключателя нагрузки. При переключении с восьмого на девятое положение происходит также замыкание контактов 8 и 9 дополнительного переключателя за счет поворота вала 16 от мальтийской шестерни 29, поводка 30 и шестерни 28. Девятое положение переключающего устройства, это первое положение, соответствующее номинальному напряжению трансформатора. При переходе подвижных контактов переключателя нагрузки в положения n и m (десятое и одиннадцатое положения переключающего устройства) напряжение трансформатора остается неизменным (равным номинальному), так как на этих положениях переключатель нагрузки не имеет неподвижных контактов, соединяющих его с регулировочной обмоткой. Контакты 5 предызбирателя тоже обесточены, так как они имеют электрическую связь только с неподвижными контактами 2 переключателя нагрузки. В этом положении электрическая связь обмотки трансформатора с нейтралью осуществляется через контакты дополнительного переключателя. Переключение контактов предызбирателя с положения XYZ9 на XYZ1 происходит при переключении контактов переключателя нагрузки с положения n на положение m (с десятого в одиннадцатое положение переключающего устройства), при этом контакты предызбирателя остаются обесточенными, потому что, как упоминалось выше, на этих положениях переключатель нагрузки не имеет неподвижных контактов. При переходе контактов переключателя нагрузки из положения m в положение XYZ1 (из одиннадцатого в двенадцатое положение переключающего устройства) подвижные контакты 3 переключателя нагрузки замыкаются с неподвижными контактами 2, а контакты 8 и 9 дополнительного переключателя остаются замкнутыми и размыкаются в начале следующего переключения (из двенадцатого в тринадцатое положение переключающего устройства). Последующее регулирование напряжения трансформатора осуществляется как было описано выше, но при встречном соединении регулировочной и основной обмоток трансформатора.

Использование: в электротехнике. Сущность изобретения: переключающее устройство трансформатора содержит переключатель нагрузки 1, предызбиратель 4 и дополнительный переключатель 7. Расстояние между крайними контактами переключателя нагрузки больше расстояния между любыми другими соседними контактами одной фазы. Подвижные контакты предызбирателя и подвижные контакты дополнительного переключателя соединены электрически и расположены на раздельных соосных приводных валах, а их подвижные контакты 5 и 8 расположены на общем основании (цилиндре) и все контакты трех фаз предызбирателя расположены в одной плоскости, а все контакты трех фаз дополнительного переключателя - в другой плоскости. При этом неподвижные контакты предызбирателя соединены с крайними контактами 2 переключателя нагрузки, а неподвижные контакты дополнительного переключателя электрически соединены между собой и с выводом нейтрали переключателя нагрузки. Изобретение уменьшает материалоемкость и затраты на изготовление устройства, а также повышает надежность работы. 3 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. Переключающее устройство трансформатора, содержащее переключатель нагрузки с подвижными и равномерно расположенными по дуге неподвижными контактами, предызбиратель с подвижными и неподвижными контактами, соединенными с крайними неподвижными контактами переключателя нагрузки, и дополнительный переключатель с подвижными и неподвижными контактами, отличающееся тем, что подвижные контакты предызбирателя и дополнительного переключателя соединены между собой электрически и установлены на раздельных валах, соединенных между собой через механическую передачу, а неподвижные контакты дополнительного переключателя соединены электрически с подвижными контактами переключателя нагрузки. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приводные валы соосны. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что электрическое соединение подвижных контактов предызбирателя и дополнительного переключателя выполнено гибкой связью. 4. Устройство по п.1, или 2, или 3, отличающееся тем, что контакты предызбирателя и дополнительного переключателя расположены в разных плоскостях.