РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЕЙ Российский патент 2017 года по МПК H01H9/00 

Изобретение относится к распределительному трансформатору для регулирования локальных сетей. Такие распределительные трансформаторы часто называются в специальной литературе трансформаторами локальных сетей.

Классическим образом регулирование напряжения в распределительных системах происходит уже на уровне среднего напряжения. За счет возрастающего использования возможностей вырабатывания регенеративной энергии происходит сильное изменение условий на близком к потребителю уровне низкого напряжения. Во-первых, следует отметить, что за счет подачи регенеративной энергии в близкие к потребителю точки потоки мощности в электрических сетях изменяют свое направление в зависимости от ситуации подачи энергии, то есть в зависимости от того, отбирается ли или регенеративно подается больше электрической энергии. Следовательно, возможно, чтобы энергия, тем самым, возвращалась также на более высокие сетевые уровни. Во-вторых, подача регенеративной энергии происходит метеозависимо, особенно в зависимости от ветровых условий и солнцестояния, часто очень кратковременно и с сильно изменяющейся величиной. Таким образом, в целом, приходится считаться с повышенными и кратковременными, прежде неизвестными колебаниями напряжения в низковольтной сети.

В прежних классических сетях для связи уровней среднего и низкого напряжений использовались распределительные трансформаторы с постоянным коэффициентом трансформации. Описанные кратковременные и значительные по величине колебания напряжения, которые прежде не регистрировались, поскольку тогда не происходило подачи регенеративной энергии, не могли и не могут быть компенсированы такими нерегулируемыми распределительными трансформаторами. Следовательно, теперь в таких традиционных сетях более невозможно обеспечить необходимое качество напряжения, поэтому во все возрастающей степени становится необходимым и важным предусмотреть регулируемые распределительные трансформаторы также на уровне низкого напряжения.

Эти взаимосвязи поясняются в публикации «Умные системные решения для распределительных систем», Машиненфабрик Райнхаузен ГмбХ, издание 06/2011. В данной публикации описаны кроме того две технические возможности регулирования прежде нерегулируемых распределительных трансформаторов.

Во-первых, классическое регулирование посредством ступенчатого переключателя по технологии масляных переключателей. Такие ступенчатые переключатели заявителя имеются в продаже под названием OILTAP^®.

Во-вторых, представлены так называемые гибридные исполнительные элементы, то есть ступенчатые переключатели, которые содержат как механические контакты, так и полупроводниковые переключатели. С помощью обоих вариантов могут регулироваться распределительные трансформаторы, которые должны иметь для этого, разумеется, ступенчатую регулирующую обмотку с ответвлениями на одной стороне, преимущественно стороне низкого напряжения.

В DE 102008064487 А1 описана другая конструктивная форма такого регулируемого распределительного трансформатора, причем подключенное ступенчатое переключающее устройство основано на одном или нескольких механических переключателях. Только при переключении с одного ответвления обмотки на другую ток на короткое время направляется через полупроводниковые переключающие элементы, чтобы обеспечить безразрывное переключение. Следовательно, это также является гибридным переключающим устройством, то есть комбинацией механической и полупроводниковой технологий переключения.

Из DE 102009014243 А1 известен другой вариант выполнения регулируемого распределительного трансформатора, причем в данной заявке обмотки первичной стороны посредством коммутационной матрицы из силовых полупроводников могут замыкаться накоротко, или к ним путем быстрого переключения может подаваться синфазное или противофазное напряжение. При этом выходное напряжение во время процессов переключения остается бесперебойным.

Наконец, в WO 2010/144805 А1 описан еще один регулируемый распределительный трансформатор, который для переключения содержит исключительно полупроводниковые переключающие элементы. При этом они и весь ступенчатый переключатель расположены в особом, выполненном в виде кармана отсеке на верхней стороне распределительного трансформатора.

У каждой из этих концепций есть свои специфические преимущества и недостатки. В случае выполнений с полупроводниковыми конструктивными элементами следует отметить, что они относительно восприимчивы к температуре и к тому же их, как правило, нельзя расположить непосредственно в изолирующем масле распределительного трансформатора. В результате этого повышаются конструктивные затраты на такие распределительные трансформаторы.

Задачей изобретения является создание распределительного трансформатора, в котором использована зарекомендовавшая себя в ступенчатых переключателях вакуумная технология, то есть вакуумные переключающие лампы в качестве коммутационных или соответственно исполнительных элементов для переключения между различными ответвлениями обмотки на регулируемой стороне распределительного трансформатора.

Такие вакуумные переключающие лампы в течение многих лет зарекомендовали себя в предлагаемых заявителем ступенчатых переключателях, в частности типов VACUTAP^® VV^®, VACUTAP^® VR^®, VACUTAP^® VM^®. Однако из-за своей конструкции и своих изолирующих цилиндров большого объема, в которых размещен собственно ступенчатый переключатель, они не подходят для применения в распределительных трансформаторах вследствие нехватки места. Будучи обусловлены своим функционированием, такие известные, выполненные по вакуумной технологии ступенчатые переключатели, также других производителей, нельзя просто уменьшить так, чтобы они подходили для распределительных трансформаторов. Уменьшение не удается осуществить, в том числе, уже потому, что известные ступенчатые переключатели данного типа с вакуумными переключающими лампами содержат все без исключения аккумулятор энергии с заводной и ведомой частями, причем заводная часть заводится непрерывно вращающимся приводным валом, а ведомая часть по достижению максимального завода отпускается и скачкообразно вызывает собственное переключение нагрузки.

Поставленная задача решается посредством регулируемого распределительного трансформатора с признаками п. 1 формулы изобретения. Зависимые пункты касаются особенно предпочтительных вариантов осуществления изобретения.

Общая изобретательская идея заключается в создании регулируемого распределительного трансформатора со ступенчатым регулирующим устройством, в котором как блок контактов селектора, так и коммутирующие средства для безразрывного переключения нагрузки срабатывают посредством общего моторного привода без промежуточного аккумулятора энергии. За счет отсутствия аккумулятора энергии в ступенчатом регулирующем устройстве предложенного распределительного трансформатора последний настолько компактен по своей конструкции, что зарекомендовавшие себя в классических ступенчатых переключателях вакуумные переключающие лампы могут теперь найти применение также в распределительных трансформаторах.

Согласно одному предпочтительному варианту, это достигается тем, что созданное моторным приводом вращательное движение посредством передаточного модуля передается на ходовой винт, который находится в зацеплении с расположенной на центральных салазках ходовой гайкой, так что этим достигается продольное перемещение центральных салазок вдоль направляющих штанг, тогда как остальные салазки находятся во взаимодействии с ними через, расположенную на второй стороне несущей пластины направляющую кулису, которая выполнена с также возможностью продольного перемещения и механически связана с центральными салазками, так что остальные салазки, в свою очередь, механически связаны с центральными салазками через направляющую кулису таким образом, что, тем самым, срабатывают одновременно как блок контактов селектора, так и коммутирующие средства для безразрывного переключения нагрузки. Следовательно, срабатывание вакуумных переключающих ламп происходит за счет линейного движения блока контактов селектора.

Согласно другому предпочтительному варианту, распределительный трансформатор содержит закрепленный на нижней стороне своей крышки передаточный модуль, который взаимодействует с расположенным на ее наружной стороне моторным приводом. Для этого передаточный модуль содержит фланцеобразный уплотнительный модуль, который расположен непосредственно на нижней стороне крышки и разъемно соединен с моторным приводом, в частности свинчен. Кроме того, на передаточном модуле закреплено все ступенчатое регулирующее устройство распределительного трансформатора. Таким образом, задачей передаточного модуля является как удержание ступенчатого регулирующего устройства, так и герметизация посредством уплотнительного модуля относительно наружной стороны распределительного трансформатора.

Согласно другому предпочтительному варианту, несущая пластина выполнена из диэлектрического материала, в частности пластика, и на ее первой стороне расположен блок контактов селектора, а на второй стороне расположены коммутирующие средства таким образом, что несущая пластина создает необходимое для ступенчатого регулирующего устройства заземление.

Согласно другому предпочтительному варианту, по меньшей мере, один контактный блок селектора при переключении движется вдоль двух, в основном, параллельных направляющих штанг, обеспечивающих линейное направление, по меньшей мере, одного блока контактов селектора и удерживаемых несколькими траверсами, расположенными на несущей пластине. При этом блок контактов селектора включает в себя салазки и контактодержатель для размещения подвижных контактов селектора, которые взаимодействуют с неподвижными контактами селектора.

Согласно другому предпочтительному варианту, подвижные контакты селектора размещаются соответственно в контактодержателе и взаимодействуют с расположенными на несущей пластине неподвижными контактами селектора таким образом, что отдельные неподвижные контакты селектора за счет продольного перемещения подвижных контактов селектора нагружаются вместе с салазками, то есть с блоком контактов селектора, вдоль направляющей штанги. За счет возвратно-поступательного движения блока контактов селектора отдельные неподвижные контакты селектора нагружаются, и проходят, тем самым, через диапазон регулирования ступенчатого регулирующего устройства. Особенно простым образом несколько траверс, на которых удерживаются направляющие штанги, образуют механический упор для продольно перемещающихся подвижных контактов селектора, так что за счет этого также механически ограничивается диапазон регулирования.

Согласно другому предпочтительному варианту, коммутирующие средства для безразрывного переключения расположены непосредственно на соответствующих салазках соответствующего блока контактов селектора. Также в этом варианте коммутирующие средства для безразрывного переключения и блок контактов селектора приводятся в действие общим моторным приводом без промежуточного аккумулятора энергии за счет того, что моторный привод посредством отклоняющего редуктора приводит в действие ходовой винт, который, в свою очередь, преобразует вращательное движение в продольное перемещение салазок таким образом, что за счет этого срабатывают как подвижные контакты селектора, так и расположенные на блоке контактов селектора коммутирующие средства для безразрывного переключения ступенчатого регулирующего устройства распределительного трансформатора.

Согласно другому предпочтительному варианту, моторный привод приводит в действие как ходовой винт, который находится во взаимодействии с контактным блоком селектора, так и кулачковый вал, посредством которого срабатывают коммутирующие средства для безразрывного переключения. Это особенно предпочтительным образом обеспечивает простое независимое срабатывание контактного блока селектора коммутирующими средствами для безразрывного переключения ступенчатого регулирующего устройства распределительного трансформатора.

Изобретение и его преимущества более подробно описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:

фиг. 1а - схематично предложенный распределительный трансформатор со ступенчатым регулирующим устройством;

фиг. 1b - схематичный перспективный вид предложенного распределительного трансформатора;

фиг. 1c - блок-схема предложенного распределительного трансформатора со ступенчатым регулирующим устройством;

фиг. 2a - первый перспективный вид сбоку распределительного трансформатора согласно фиг. 1, на которой изображены контакты селектора;

фиг. 2b - второй перспективный вид сбоку распределительного трансформатора согласно фиг. 1, на которой изображены коммутирующие средства для безразрывного переключения нагрузки;

- фиг. 3- подетальный вид направляющих штанг распределительного трансформатора согласно изобретению;

- фиг. 4a - другой подетальный вид блока контактов селектора распределительного трансформатора согласно изобретению;

- фиг. 4b - еще один детальный вид блока контактов селектора распределительного трансформатора согласно изобретению;

- фиг. 5 - контактная планка распределительного трансформатора согласно изобретению;

- фиг. 6a- перспективный вид сбоку другого варианта выполнения распределительного трансформатора согласно изобретению;

- фиг. 6b: детальный перспективный вид сбоку согласно фиг. 6а;

- фиг. 7a: первый перспективный вид сбоку еще одного варианта выполнения распределительного трансформатора согласно изобретению;

- фиг. 7b: второй перспективный вид сбоку еще одного варианта выполнения согласно фиг. 7а.

На фиг. 1а-1с во взаимодействии с распределительным трансформатором 40 изображено ступенчатое переключающее устройство 1, которое расположено непосредственно под крышкой 2 трансформатора. Такой регулируемый распределительный трансформатор 40 включат в себя заполненный изолирующим маслом бак, в котором на стальном ярме 41 расположена, по меньшей мере, одна обмотка 42.1 … 42.3. Эта обмотка 42.1 … 42.3 разделена в регулируемом распределительном трансформаторе 40 на основную обмотку 43 и регулирующую обмотку 44 с несколькими ответвлениями 45.1 … 45.5 обмотки, образующими диапазон регулирования. На регулирующей обмотке 44 расположено ступенчатое переключающее устройство 1. Ступенчатое переключающее устройство 1 содержит закрепленный на нижней стороне крышки 2 передаточный модуль 3, взаимодействующий с моторным приводом 4, расположенным на противоположной наружной стороне крышки 2 трансформатора. Им может быть, например, обычный шаговый электродвигатель. Передаточный модуль 3 включает в себя фланцеобразный уплотнительный модуль 5, который расположен непосредственно на нижней стороне крышки 2 трансформатора и разъемно соединен с моторным приводом 4, в частности свинчен. Кроме того, на передаточном модуле 3 закреплено все ступенчатое регулирующее устройство 1 распределительного трансформатора. Таким образом, задачей передаточного модуля 3 является как удержание ступенчатого регулирующего устройства 1, так и герметизация посредством уплотнительного модуля 5 относительно наружной стороны распределительного трансформатора.

На фиг. 2а, 2b ступенчатое регулирующее устройство 1 распределительного трансформатора изображено в двух разных перспективных видах сбоку. С передаточным модулем 3 механически соединена несущая пластина 6 из диэлектрического материала, на которой закрепляются отдельные узлы ступенчатого регулирующего устройства 1. При этом несущая пластина 6 изготовлена из электроизолирующего материала и выполнена для размещения всех основных элементов ступенчатого регулирующего устройства 1. На фиг. 2а изображена его первая сторона, на которой закреплены узлы, по меньшей мере, одного блока 7.1, 7.2, 7.3 контактов селектора. Каждый из них соединен с отдельной фазой распределительного трансформатора, то есть с обмоткой 42.1 … 42.3. Каждый блок 7.1, 7.2, 7.3 контактов селектора включает в себя несколько нагружаемых неподвижных контактов 8.1 … 8.5, электрически соединенных с ответвлениями регулирующей обмотки 44 распределительного трансформатора, соединенную с отводом LA нагрузки контактную шину 9 и контактодержатель 10.1 … 10.3 с соответственно двумя подпружиненными подвижными контактами 11.1, 11.2. В зависимости от принципа переключения, то есть принципа реакторного переключения или быстродействующего переключения резисторов, допустимы центральные положения в качестве стационарных рабочих положений ступенчатого регулирующего устройства 1, в которых один подвижный контакт, например 11.1, нагружает первый неподвижный контакт, например 8.1, а другой подвижный контакт, например 11.2, - соседний с первым неподвижным контактом второй неподвижный контакт, например 8.2. Таким образом, в соответствии с принципом реакторного переключения в случае изображенных здесь пяти неподвижных контактов 8.1 … 8.5 возможны девять стационарных рабочих положений, тогда как у ступенчатого регулирующего устройства 1 в соответствии с принципом быстродействующего переключения резисторов, при котором центральные положения недопустимы, имеются только пять стационарных рабочих положений. Контактодержатель 10.1 … 10.3 каждый фазы механически фиксирован на салазках 12.1 … 12.3 и вместе с ними образует конструктивный блок. Салазки 12.1 … 12.3 размещаются на двух параллельно расположенных направляющих штангах 14.1, 14.2, фиксированных на несущей пластине 6 несколькими траверсами 13.1 … 13.3, таким образом, что отдельные неподвижные контакты 8.1 … 8.5 нагружаются за счет продольного перемещения подвижных контактов 11.1 … 11.3 вместе с салазками 12.1 … 12.3 вдоль направляющих штанг 14.1, 14.2. Для этого созданное моторным приводом 4 вращательное движение передается посредством передаточного модуля 3 на ходовой винт 15, который находится в зацеплении с расположенной на центральных салазках 12.2 ходовой гайкой 16, так что этим создается продольное перемещение центральных салазок 12.2 вдоль направляющих штанг 14.1, 14.2. Остальные салазки 12.1, 12.3 находятся во взаимодействии с центральными салазками 12.2 через расположенную на второй стороне несущей пластины 6, также продольно перемещающуюся направляющую кулису 17 за счет того, что салазки 12.1, 12.3 механически связаны через направляющую кулису 17 с салазками 12.2. Более подробно это механическое принудительное направление салазок 12.1, 12.3 посредством салазок 12.2 приведено в описании к фиг. 3. Несколько траверс 13.1 … 13.3, на которых удерживаются направляющие штанги 14.1, 14.2, образуют к тому же механический упор для продольно перемещающихся подвижных контактов 10.1 … 10.3 вместе с салазками 12.1 … 12.3, так что этим также механически ограничен диапазон регулирования ступенчатого регулирующего устройства 1.

На фиг. 2b изображена вторая сторона несущей плиты 6 ступенчатого регулирующего устройства 1, на которой расположены коммутирующие средства для безразрывного переключения. Они представляют собой на данной фигуре вакуумные переключающие лампы 19.1 … 19.6, причем каждые две переключающие лампы 19.1 и 19.2, или соответственно 19.3 и 19. 4, или соответственно 19.5 и 19.6 относятся соответственно к одной фазе ступенчатого регулирующего устройства 1 и взаимодействуют с соответствующим блоком 7.1 … 7.3 контактов селектора. Вакуумные переключающие лампы 19.1 … 19.6 представляют собой известные из уровня техники коммутирующие средства с подвижным коммутирующим контактом 20.1 … 20.6 и неподвижным контактом 18.1 … 18.6. При этом каждая из вакуумных переключающих ламп 19.1 … 19.6 включает в себя подвижный коммутирующий контакт 20.1 … 20.6, который с помощью соединительного элемента 21.1 … 21.6 и управляющего рычага 22.1 … 22.6 шарнирно расположен на второй стороне несущей пластины 6. В шарнирном соединении между соответствующим соединительным элементом 21.1 … 21.6 и управляющим рычагом 22.1 … 22.6 на обращенной к несущей пластине 6 стороне с возможностью вращения установлен ролик 23.1 … 23.6, который катится по верхней стороне 24 направляющей кулисы 17, частично контактируя с ней. Верхняя сторона 24 направляющей кулисы 17 имеет при этом профилирование в виде кулачков, так что вакуумные переключающие лампы 19.1 … 19.6 могут нагружаться, то есть замыкаться или соответственно размыкаться, за счет продольного перемещения направляющей кулисы 17 в зависимости от профилирования ее верхней стороны 24.

На фиг. 3 изображен упрощенный детальный вид механической связи салазок 12.1 … 12.3 с направляющей кулисой 17. Показан передаточный модуль 3, который через зубчатые колеса (не показаны) передает вращательное движение на ходовой винт 15, который, в свою очередь, передает вращательное движение на расположенную на центральных салазках 12.2 ходовую гайку 16, так что вращательное движение ходового винта 15 преобразуется в продольное движение центральных салазок 12.2 вдоль направляющих штанг 14.1, 14.2. За счет того, что салазки 12.1 … 12.3 механически связаны между собой посредством направляющей кулисы 17, продольное перемещение центральных салазок 12.2 вдоль направляющих штанг 14.1, 14.2 вызывает также продольное перемещение обеих других салазок 12.1, 12.3.

На фиг. 4а, 4b в двух разных перспективах изображен другой детальный вид блока 7.1 контактов селектора одной фазы ступенчатого регулирующего устройства 1; блоки 7.2, 7.3 контактов селектора имеют идентичную конструкцию. Поэтому нижеследующие пояснения относятся также к ним. Неподвижные контакты 8.1 … 8.5 селектора расположены на контактной планке 25.1 из пластика, например посредством винтового соединения (не показано). Контактная планка 25.1 закреплена на несущей пластине 6 посредством двух распорок 27.1, 27.2, используемых в качестве подключения токоограничивающего дросселя и промежуточного резистора. Токоограничивающие дроссели следует предусмотреть по принципу реакторного переключения, а промежуточные резисторы - по принципу быстродействующего переключения с шунтирующими резисторами. Контактная планка 25.1 содержит на своей продольной стороне управляющую кулису 26.1, на которой с обеих сторон расположены несколько кулачков 28.1 … 28.4 для вертикального перемещения подпружиненных контактов 11.1, 11.2 соответствующего блока 7.1 контактов селектора при продольном перемещении соответствующих салазках 12.1 в зависимости от контура кулачков 28.1 … 28.4. При этом их контур рассчитан так, что подвижные контакты 11.1, 11.2 блока 7.1 контактов селектора приподнимаются от нагруженного в данный момент неподвижного контакта, в данном случае 8.1, после того как они после совершенного переключения снова нагружают следующий неподвижный контакт, в данном случае 8.2. При этом допустимо центральное положение подвижных контактов 11.1, 11.2 на двух соседних неподвижных контактах 8.1 … 8.5 по принципу реакторного переключения, тогда как по принципу быстродействующего переключения резисторов происходит переключение на ближайший соседний неподвижный контакт. Для надежного контактирования контакт-детали 11.1, 11.2 на собственной контактной поверхности выполнены сферическими.

На фиг. 5 на детальном виде изображена контактная планка 25.1 … 25.3 с управляющей кулисой 26.1 … 26.3 и несколькими кулачками 28.1 … 28.4, посредством которых соответствующие подвижные контакты 11.1 и 11.2, 11.3 и 11.4, 11.5 и 11.6 каждого блока 7.1 … 7.3 контактов селектора во время процесса переключения вертикально перемещаются в зависимости от контура кулачков 28.1 … 28.4.

Во встроенном в распределительный трансформатор состоянии ступенчатого регулирующего устройства 1 подвижные коммутирующие контакты 20.1 … 20.6 вакуумных переключающих ламп 19.1 … 19.6 электрически соединены с относящимися к соответствующей фазе распорками 27.1, 27.2 и, тем самым, с соответствующими коммутационными дросселями или соответственно промежуточными резисторами, тогда как неподвижный контакт 18.1 … 18.6 вакуумной переключающей лампы 19.1 … 19.6 - с контактной шиной соответствующей фазы. В принципе, можно было бы также осуществить электрическое соединение ступенчатого регулирующего устройства 1 с распределительным трансформатором совершенно противоположным описанному образом.

На фиг. 6а, 6b изображен другой вариант ступенчатого регулирующего устройства 1 для предложенного распределительного трансформатора. Описание фиг. 6а, 6b ограничено пояснением отличий от предыдущих фиг. 1-5, причем одинаковые детали обозначены теми же ссылочными позициями, что и на фиг. 1-5. Здесь коммутирующие средства для безразрывного переключения, то есть вакуумные переключающие лампы 19.1 … 19.6, расположены непосредственно на соответствующих салазках 12.1 … 12.3 соответствующего блока 7.1 … 7.3 контактов селектора и перемещаются вместе с ними вдоль ходового винта 15. В этом варианте каждый блок 7.1 … 7.3 контактов селектора содержит свою собственную ходовую гайку 16 (на данной фигуре не показана) на соответствующих салазках 12.1 … 12.3, так что блоки 7.1 … 7.3 контактов селектора перемещаются, тем самым, вдоль ходового винта 15 синхронно. Ходовой винт 15 составлен из нескольких частей, между которыми расположены соединительные трубы 28.1, 28.2 из электроизолирующего материала. Кроме того, предусмотрена угловая передача 29, чтобы передавать дальше вращательное движение моторного привода 4 на ходовой винт 15. Между моторным приводом 4 и угловой передачей 29 расположен изолирующий вал 30 из диэлектрического материала, который передает вращательное движение моторного привода 4 на угловую передачу 29. Неподвижные контакты 18.1 … 18.6 расположенных на соответствующих салазках 12.1 … 12.3 вакуумных переключающих ламп 19.1 … 19.6 привинчены посредством многожильных проводов 31.1 … 31.6 к несущей пластине 6 и электрически соединены с коммутационными дросселями или соответственно промежуточными резисторами (не показаны). Подвижные коммутирующие контакты 20.1 … 20.6 вакуумных переключающих ламп 19.1 … 19.6 находятся в механическом взаимодействии с системой перекидных рычагов 32.1 … 32.6 с роликом 33.1 … 33.6 каждый. Во встроенном состоянии ступенчатого регулирующего устройства 1 подвижные коммутирующие контакты 20.1 … 20.6 вакуумных переключающих ламп 19.1 … 19.6 электрически соединены с подвижными контактами 11.1, 11.2 соответствующей фазы. При продольном перемещении салазок 12.1 … 12.3 соответствующие ролики 33.1 … 33.6 обкатываются по профилированию кулисной шины 34.1 … 34.3, за счет чего каждое перекидной рычаг 32.1 … 32.6 нагружает, то есть размыкает или замыкает, соответствующий подвижный коммутирующий контакт 20.1 … 20.6 соответствующей вакуумной переключающей лампы 19.1 … 19.6 в зависимости от профилирования кулисной шины 34.1 … 34.3. Неподвижные контакты 8.1 … 8.5, из которых на данной фиг. показаны только контакты 8.3 … 8.5, расположены непосредственно на несущей пластине 6, а на ее противоположной стороне (не показана) электрически соединены с соответствующими ответвлениями регулирующей обмотки распределительного трансформатора.

На фиг. 7а, 7b изображен другой вариант ступенчатого регулирующего устройства 1 для предложенного распределительного трансформатора. Описание фиг. 7а, 7b также ограничено пояснением отличий от предыдущих фиг. 1-5, причем одинаковые детали обозначены теми же ссылочными позициями, что и на фиг. 1-5. В данном варианте моторный привод 4 приводит в действие как ходовой винт 15, который, в свою очередь, находится в механическом взаимодействии с каждым из блоков 7.1 … 7.3 контактов селектора, так и кулачковый вал 35, посредством которого приводятся в действие коммутирующие средства для безразрывного переключения, то есть вакуумные переключающие лампы 19.1 … 19.6. В отличие от фиг. 6а, 6b, ходовой винт 15 выполнен цельным по всей своей длине и приводится в зацепление с расположенной на каждых салазках 12.1 … 12.3 ходовой гайкой 16 таким образом, что при вращении ходового винта 15 каждые салазки 12.1 … 12.3 перемещается горизонтально. Блоки 7.1 … 7.3 контактов селектора имеют конструкцию, идентичную блокам 7.1 … 7.3 контактов селектора на фиг. 1-5. Для приведения в действие вакуумных переключающих ламп19.1 … 19.6 каждый подвижный коммутирующий контакт 20.1 … 20.6 механически принудительно связан с подъемной штангой 36.1 … 36.6, которая взаимодействует с расположенными на кулачковом валу 35 напротив подвижных коммутирующих контактов 20.1 … 20.6 управляющими кулачками 37.1 … 37.6 таким образом, что при вращении кулачкового вала 35 они приводят соответствующую подъемную штангу 36.1 … 36.6 в вертикальное движение, приводя в действие, тем самым, соответствующий подвижный коммутирующий контакт 20.1 … 20.6 соответствующих вакуумных переключающих ламп 19.1 … 19.6. В зависимости от лежащей в основе ступенчатого регулирующего устройства 1 последовательности коммутационных операций на периферии кулачкового вала 35 предусмотрено несколько управляющих кулачков 37.1 … 37.6 на каждую вакуумную переключающую лампу 19.1 … 19.6.

Резюмируя вышесказанное, можно констатировать, что ступенчатое регулирующее устройство 1 может использоваться как по принципу реакторного переключения, так и по принципу быстродействующего переключения резисторов. В зависимости от лежащего в основе принципа переключения в случае описанных пяти неподвижных контактов 8.1 … 8.5 селектора по принципу реакторного переключения допустимы девять стационарных рабочих положений, тогда как в случае построенного по принципу быстродействующего переключения резисторов ступенчатого регулирующего устройства 1 - только пять.

Перечень ссылочных позиций

1 - ступенчатое регулирующее устройство

2 - крышка трансформатора

3 - передаточный модуль

4 - моторный привод

5 - уплотнительный модуль

6 - несущая пластина

7.1 … 7.3 -блок контактов селектора

8.1 … 8.5 - неподвижные контакты селектора

9 - контактная шина

10.1 … 10.3 - контактодержатели

11.1, 11.2 - подвижные контакты селектора

12.1 … 12.3 - салазки

13.1 … 13.3 - траверсы

14.1, 14.2 - направляющие штанги

15 - ходовой винт

16 -ходовая гайка

17 - направляющая кулиса

18.1 … 18.6 - неподвижные контакты

19.1 … 19.6 - вакуумные переключающие лампы

20.1 … 20.6 - подвижные коммутирующие контакты

21.1 … 21.6 - соединительные элементы

22.1 … 22.6 - управляющие рычаги

23.1 … 23.6 - ролики

24 - верхняя сторона направляющей кулисы

25.1 … 25.3 - контактные планки

26.1 … 26.3 - управляющие кулисы

27.1, 27.2 - распорки

28.1, 28.2 - соединительные трубы

29 - угловая передача

30 - изолирующий вал

31.1 … 31.6 - многожильные провода

32.1 … 32.6 - перекидные рычаги

33.1 … 33.6 - ролики

34.1 … 34.3 - кулисные шины

35 - кулачковый вал

36.1 … 31.6 - подъемные штанги

37.1 … 37.6 - управляющие кулачки

40 - распределительный трансформатор

41 - железное ярмо

42.1 … 42.3 - обмотки

43 - основная обмотка

44 - регулирующая обмотка

45.1 … 45.5 - ответвления обмотки

Изобретение относится к распределительному трансформатору со ступенчатым регулирующим устройством для бесперебойного переключения между различными ответвлениями обмоток распределительного трансформатора. Контактный блок селектора и коммутирующие средства для бесперебойного переключения под нагрузкой срабатывают посредством общего моторного привода без промежуточного аккумулятора энергии. Устройство содержит вакуумные переключающие лампы в качестве коммутационных или исполнительных элементов для переключения между различными ответвлениями обмотки на регулируемой стороне распределительного трансформатора. 17 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Распределительный трансформатор (40) для регулирования напряжения локальных сетей, содержащий основную обмотку (43) и регулирующую обмотку (44) с несколькими ответвлениями обмотки, ступенчатое регулирующее устройство (1) для безразрывного переключения между различными ответвлениями обмотки распределительного трансформатора (40), причем по меньшей мере один блок (7.1 … 7.3) контактов селектора соответственно с несколькими неподвижными контактами (8.1 … 8.5) селектора, находящимися в электрическом соединении с отдельными ответвлениями обмотки, расположен по одной линии, причем неподвижные контакты (8.1 … 8.5) селектора выполнены с возможностью приведения в действие посредством двух выполненных с возможностью продольного перемещения подвижных контактов (11.1, 11.2) селектора, причем для безразрывного переключения для каждой фазы предусмотрены две вакуумные переключающие лампы (19.1, 19.2; 19.3, 19.4; 19.5, 19.6), причем предусмотрен моторный привод (4) для передачи приводного движения в ступенчатое регулирующее устройство (1), и причем по меньшей мере один блок (7.1 … 7.3) контактов селектора и коммутирующие средства (19.1 … 19.6) для безразрывного переключения выполнены с возможностью приведения в действие непосредственно общим моторным приводом (4) таким образом, что передача приводного движения моторного привода (4) по меньшей мере на один блок (7.1 … 7.3) контактов селектора и коммутирующие средства (19.1 … 19.6) для безразрывного переключения происходит без промежуточного подключения аккумулятора энергии.

2. Трансформатор по п. 1, отличающийся тем, что созданное моторным приводом (4) вращательное движение посредством передаточного модуля (3) передается на ходовой винт (15), который находится в зацеплении с расположенной на центральных салазках (12.2) ходовой гайкой, так что этим достигается продольное перемещение центральных салазок (12.2) вдоль направляющих штанг (14.1, 14.2), при этом остальные салазки (12.1, 12.3) находятся во взаимодействии с центральными салазками (12.2) через направляющую кулису (17), которая также выполнена с возможностью продольного перемещения и механически связана с центральными салазками (12.2), так что остальные салазки (12.1, 12.3), в свою очередь, механически связаны со центральными салазками (12.2) через направляющую кулису (17) с возможностью срабатывания одновременно как блоков (7.1 … 7.3) контактов селектора, так и коммутирующих средств (19.1 … 19.6) для безразрывного переключения нагрузки.

3. Трансформатор по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что весь переключатель (1) нагрузки посредством передаточного модуля (3) расположен на нижней стороне крышки (2) трансформатора.

4. Трансформатор по п. 2, отличающийся тем, что передаточный модуль (3) включает в себя фланцеобразный уплотнительный модуль (5).

5. Трансформатор по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что предусмотрена несущая пластина (6) из диэлектрического материала, на первой стороне которой расположен по меньшей мере один блок (7.1 … 7.3) контактов селектора, а на второй стороне расположены коммутирующие средства (19.1 … 19.6) для безразрывного переключения.

6. Трансформатор по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что по меньшей мере один блок (7.1 … 7.3) контактов селектора включает в себя салазки (12.1 … 12.3), контактодержатель (10.1 … 10.3) и подвижные контакты (11.1, 11.2), выполненные с возможностью взаимодействия по меньшей мере с одним неподвижным контактом (8.1 … 8.5) селектора.

7. Трансформатор по п. 2, отличающийся тем, что салазки (12.1 … 12.3) размещены на соответственно двух, параллельно расположенных направляющих штангах (14.1, 14.2), которые, в свою очередь, посредством траверс (13.1 … 13.3) расположены на несущей пластине.

8. Трансформатор по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что подвижные контакты (11.1, 11.2) селектора размещены соответственно в контактодержателе (10.1 … 10.3) и выполнены с возможностью взаимодействия с расположенными на несущей пластине (6) неподвижными контактами (8.1 … 8.5).

9. Трансформатор по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что по меньшей мере один блок (7.1 … 7.3) контактов селектора расположен с возможностью перемещения вдоль направляющих штанг (14.1, 14.2) посредством соответствующих салазок (12.1 … 12.3) таким образом, что обеспечивается возможность прохождения диапазона регулирования переключателя (1) ступени нагрузки.

10. Трансформатор по п. 7, отличающийся тем, что несколько траверс (13.1, 13.3) образуют механический упор по меньшей мере для одного, выполненного с возможностью перемещения вдоль направляющих штанг (14.1, 14.2) блока (7.1 … 7.3) контактов селектора таким образом, что диапазон регулирования переключателя (1) ступеней нагрузки механически ограничен.

11. Трансформатор по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что подвижные контакты (11.1, 11.2) селектора одной фазы в каждом стационарном рабочем положении нагружают по меньшей мере один неподвижный контакт (8.1 … 8.5) той же фазы переключателя ступеней нагрузки (1).

12. Трансформатор по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что каждые два подвижных контакта (11.1, 11.2) селектора размещены в контактодержателе (10.1 … 10.3) подпружиненно.

13. Трансформатор по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что подвижный коммутирующий контакт (20.1 … 20.6) соответствующей вакуумной переключающей лампы (19.1 … 19.6) находится в шарнирном механическом взаимодействии с соединительным элементом (21.1 … 21.6) и управляющим рычагом (22.1 … 22.6), при этом в шарнирном соединении между соответствующим соединительным элементом (21.1 … 21.6) и управляющим рычагом (22.1 … 22.6) на обращенной к несущей пластине (6) стороне расположен ролик (23.1 … 23.6), выполненный с возможностью качения по профилированной верхней стороне (24) направляющей кулисы (17), частично контактируя с ней, так что соответствующая вакуумная переключающая лампа (19.1 … 19.6) выполнена с возможностью нагружения за счет продольного перемещения направляющей кулисы (17) в зависимости от профилирования ее верхней стороны (24).

14. Трансформатор по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что неподвижные контакты (8.1 … 8.5) селектора расположены на контактной планке (25.1 … 25.3), которые, в свою очередь, закреплены посредством распорок (27.1 … 27.3) на несущей пластине (6).

15. Трансформатор по п. 14, отличающийся тем, что контактная планка (25.1 … 25.3) имеет на своей продольной стороне управляющую кулису (26.1 … 26.3), на обеих сторонах которой расположено несколько кулачков.

16. Трансформатор по п. 15, отличающийся тем, что контур кулачков рассчитан так, что подвижные контакты (11.1, 11.2) соответствующего блока (7.1) контактов селектора приподнимаются между двумя соседними неподвижными контактами (8.1 … 8.5) селектора от нагруженного в данный момент неподвижного контакта, после того как они после совершенного переключения снова нагружают следующий неподвижный контакт селектора.

17. Трансформатор по п. 1, отличающийся тем, что на каждую фазу непосредственно на соответствующих салазках (12.1 … 12.3) соответствующего блока (7.1 … 7.3) контактов селектора расположены две вакуумные переключающие лампы (19.1 и 19.2, 19.3 и 19.4, 19.5 и 19.6), моторный привод (4) выполнен с возможностью приведения в действие центрального ходового винта (15) посредством угловой передачи (29), каждые салазки (12.1 … 12.3) содержат отдельную ходовую гайку (16), при этом ходовой винт (15) взаимодействует с ходовой гайкой (16) каждых салазок (12.1 … 12.3), а вращательное движение преобразуется в синхронное продольное перемещение нескольких салазок (12.1 … 12.3) с возможностью приведения в действие за счет этого как подвижных контактов (11.1, 11.2) селектора, так и вакуумных переключающих ламп (19.1 … 19.6).

18. Трансформатор по п. 1, отличающийся тем, что моторный привод (4) выполнен с возможностью приведения в действие как ходового винта (15), который, в свою очередь, находится во взаимодействии с блоком (7.1 … 7.3) контактов селектора, так и кулачкового вала (35), посредством которого срабатывают коммутирующие средства (19.1 … 19.6) для безразрывного переключения с возможностью срабатывания за счет этого как подвижных контактов (11.1, 11.2) селектора, так и коммутирующих средств (19.1 … 19.6) для безразрывного переключения.