трехфазный переключатель ответвлений обмоток трансформатора

Формула изобретения

1. Трехфазный переключатель ответвлений обмоток трансформатора под нагрузкой, содержащий корпус из диэлектрика с дном и крышкой, контактор, включающий установленные в корпусе механизмы контакторов трех фаз с коммутирующими и дополнительными контактами, образующими контактные группы, резисторы, через которые дополнительные контакты соединены с линейными выводами регулировочной обмотки трансформатора, механизм переключения контактора и расположенные на стенках корпуса неподвижные контакты для соединения с трансформатором и с избирателями ответвлений фаз обмоток трансформатора, при этом неподвижные контакты избирателей фаз имеют возможность подсоединения к ответвлениям фаз регулировочной обмотки трансформатора, отличающийся тем, что механизмы контакторов трех фаз установлены в одном корпусе, а их контактные группы пофазно смещены относительно друг друга по оси корпуса посредством установки контактных групп одной или двух фаз на диэлектрических подставках.

2. Переключатель по п.1, отличающийся тем, что в качестве подставок использованы резисторы, расположенные в корпусах из диэлектрика и установленные под контактными группами, удаленными от дна корпуса.

3. Переключатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что между механизмами контакторов трех фаз установлены перегородки из диэлектрика.

4. Переключатель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что избиратели ответвлений фаз помещены в один корпус, а их контакты расположены в плоскостях, пофазно удаленных друг от друга на расстояние, соответствующее межфазному изоляционному расстоянию.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в конструкциях трехфазных переключателей ответвлений обмоток силовых трансформаторов под нагрузкой.

Известное устройство для переключения ответвлений (отпаек) обмоток трансформатора под нагрузкой по патенту Японии №62-62443, Н 01 F 29/04, 1987 г. содержит контактор и избиратель отпаек.

Контактор и избиратель имеют собственные корпуса, расположенные один над другим, и предназначены для регулирования однофазного напряжения.

Недостатком известной конструкции является необходимость наличия трех таких переключающих устройств для регулирования напряжения трех фаз соответственно, значительно повышаются материальные затраты и стоимость трансформатора.

Известный контактор переключающего устройства для регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой по авторскому свидетельству бывшего СССР №520686, Н 02 Р 13/06, Н 01 F 29/04, 1976 г. содержит коммутирующие, вспомогательные и дугогасительные контакты с резистором.

Недостатком контактора известного устройства является сложность конструкции, при этом контактор также предназначен для регулирования напряжения одной фазы, а для регулирования трех фаз необходимо три контактора, что увеличивает материальные затраты.

Известный трехфазный переключатель ответвлений (отпаек) обмоток трансформатора под нагрузкой по европейскому патенту №0185530, Н 01 Н 9/00, 1986 г. содержит контакторы и избиратели отпаек.

Контактор каждой фазы содержит корпус из диэлектрика с дном и крышкой, в котором установлен механизм контактора с коммутирующими и дополнительными контактами, образующими контактную группу, и резисторами.

Механизм контактора установлен на дне корпуса, а на стенках корпуса установлены неподвижные контакты для соединения с трансформатором и избирателем.

Контакторы и избиратели трех фаз расположены в двух узлах, при этом в одном узле аксиально расположены контакторы двух фаз, а под ними избиратель одной фазы, электрически соединенный с приближенным к нему контактором.

В другом узле аксиально расположены контактор третьей фазы и избиратели двух фаз.

Нижний избиратель электрически соединен с верхним контактором первого узла, а верхний избиратель соединен с расположенным над ним контактором.

Кинематическая связь контакторов и избирателей обеспечивается механизмом переключения, элементы которого размещены в крышках верхних контакторов и между контакторами и избирателями.

Такая компоновка переключателя обеспечивает регулирование напряжения в трехфазных системах, уменьшает занимаемую переключателем площадь в плане и незначительно уменьшает расход материалов.

Данную конструкцию принимаем за прототип.

Недостатком прототипа является повышенная материалоемкость и высокая стоимость, так как для изготовления такого трехфазного переключателя практически требуется изготовить три однофазных контактора и три избирателя, затем соединить их электрически и кинематически в трехфазную систему.

В основу изобретения поставлена задача разработки конструкции трехфазного переключателя ответвлений обмоток трансформатора под нагрузкой, обеспечивающей упрощение конструкции, уменьшение материалоемкости и себестоимости и повышение эксплуатационной надежности.

Решение поставленной задачи обеспечивает трехфазный переключатель ответвлений обмоток трансформатора под нагрузкой, содержащий корпус из диэлектрика с дном и крышкой, контактор, включающий установленные в корпусе механизмы контакторов трех фаз с коммутирующими и дополнительными контактами, образующими контактные группы, резисторы, через которые дополнительные контакты соединены с линейными выводами регулировочной обмотки трансформатора, механизм переключения контактора и расположенные на стенках корпуса неподвижные контакты для соединения с трансформатором и с избирателями ответвлений фаз обмоток трансформатора, при этом неподвижные контакты избирателей фаз имеют возможность подсоединения к ответвлениям фаз регулировочной обмотки трансформатора за счет того, что механизмы контакторов трех фаз установлены в одном корпусе, а их контактные группы пофазно смещены относительно друг друга по оси корпуса посредством установки контактных групп одной или двух фаз на диэлектрических подставках.

Для уменьшения габаритов в качестве подставок использованы резисторы, расположенные в корпусах из диэлектрика и установленные под контактными группами, удаленными от дна корпуса.

Для повышения надежности между механизмами контакторов трех фаз установлены перегородки из диэлектрика.

Для уменьшения количества основных узлов избиратели ответвлений фаз помещены в один корпус, а их контакты расположены в плоскостях, пофазно удаленных друг от друга на расстояние, соответствующее межфазному изоляционному расстоянию.

Технический результат, достигаемый при использовании изобретения:

- снижен расход материалов, так как механизмы контакторов трех фаз выполнены в одном общем корпусе трехфазного переключателя с механизмом переключения, установленным в крышке;

- уменьшены габариты трехфазного переключателя за счет рационального расположения в плане и по высоте контактных групп механизмов контакторов трех фаз и установки межфазных перегородок из диэлектрика;

- уменьшена высота трехфазного переключателя за счет расположения избирателей трех фаз в одном корпусе в сочетании с оптимальной компоновкой механизмов контакторов трех фаз;

- значительно уменьшена себестоимость переключателя за счет уменьшения количества основных узлов;

- повышена эксплуатационная надежность за счет упрощения кинематической связи узлов и обеспечена электрическая прочность межфазных промежутков.

Заявляемый трехфазный переключатель ответвлений обмоток трансформатора под нагрузкой поясняется нижеприведенными описанием и чертежами, где:

Фиг.1 - общий вид трехфазного переключателя ответвлений обмоток трансформатора под нагрузкой;

Фиг.2 - вид в разрезе по Фиг.1;

Фиг.3 - схема регулирования одной фазы переключателя;

Фиг.4 - вариант компоновки фаз контактора переключателя;

Фиг.5 - схема последовательности переключения контактов механизмов контакторов трех фаз, например, одной фазы X.

По изобретению трехфазный переключатель ответвлений обмоток трансформатора содержит контактор 1, расположенный аксиально над избирателями 2 ответвлений обмоток, механизм переключения 3 с приводом 4 и предызбиратель 5 для реверсирования переключения (см. Фиг.1).

Контактор 1 имеет механизмы контакторов трех фаз 6 X, Y, Z, установленных в корпусе 7 из диэлектрического материала с дном 8 и крышкой 9 (см. Фиг.2).

Каждый механизм контакторов трех фаз 6 имеет два плеча 10, 11 с главными (коммутирующими) контактами 12, 13 и дополнительными 14, 15, 16, 17.

Контакты 14, 15 являются вспомогательными, а контакты 16, 17 - дугогасительными и соединяются с линейными вводами Х_л, Y_л , Z_л регулировочной обмотки (РО) через резисторы 18, 19 (см. Фиг.3).

Указанные контакты механизмов контакторов трех фаз 6 образуют контактные группы 20, пофазно разнесенные относительно друг друга по оси корпуса 7 за счет установки одной или двух контактных групп 20 механизмов контакторов трех фаз на диэлектрических подставках 21 (см. Фиг.2).

В качестве подставок 21 могут быть использованы резисторы 18, 19, расположенные в корпусах из диэлектрика и пофазно устанавливаемые над или под контактными группами 20 механизмов контакторов трех фаз (см. Фиг.4).

На стенке корпуса 7 контактора 1 установлены неподвижные контакты 22 для соединения с трансформатором и контакты 23 для соединения с избирателями 2 фазных ответвлений обмоток трансформатора (см. Фиг.1).

Между механизмами контакторов трех фаз 6 установлены перегородки 24 из диэлектрика (см. Фиг.2, Фиг.4).

Избиратели 2 трех фаз помещены в один корпус 25 из диэлектрика с неподвижными контактами 26, подсоединяемыми к ответвлениям обмотки (РО) трансформатора (см. Фиг.2).

Неподвижные контакты 26 избирателей 2 фаз X, Y, Z разделены на два ряда: четные контакты - X 2, 4, 6, 8, 10, Y 2, 4, 6, 8, 10, Z 2, 4, 6, 8, 10 и нечетные контакты - X 1, 3, 5, 7, 9, Y 1, 3, 5, 7, 9, Z 1, 3, 5, 7, 9.

Четные контакты в каждой фазе смещены относительно нечетных по высоте корпуса 25. Контакты фаз X, Y, Z установлены в плоскостях, удаленных друг от друга по оси корпуса на расстояние, соответствующее межфазному изоляционному расстоянию.

По оси корпуса 25 установлен бакелитовый вал 27 с токосъемными кольцами 28, соединенными с соответствующими плечами 10, 11 контактора 1. Подвижные контакты 29 ламельного типа установлены на соосных бакелитовых валах 30, 31 (см. Фиг.2).

Предызбиратель 5 имеет вал 32 с закрепленными на нем подвижными контактами 33 и сектор 34 с неподвижными контактами Х 11, 13, Y 11, 13, Z 11, 13.

Кинематическая связь избирателя 2 и предызбирателя 5 с механизмом переключения 3 контактора 1 осуществляется посредством вала 35 и мальтийских передач 36 (см. Фиг.2).

Для работы переключателя необходимо переключить контакты избирателя 2 и перебросить контакты контактора 1.

Последовательность работы контактора показана на Фиг.5.

Положение "а" соответствует рабочему положению переключателя: контакты 13, 15, 17 замкнуты, а контакты 12, 14, 16 разомкнуты.

Положение "б" показывает начало переключения: главные контакты 12 и 13 разомкнуты, а дополнительные контакты 15 и 17 замкнуты.

Весь ток проходит через вспомогательные контакты 15.

В положении "в" размыкаются контакты 15, и ток проходит через резистор 19 и дугогасительные контакты 17.

Положение "г" показывает момент "моста", т.е. момент, когда оба дугогасительных контакта 16 и 17 замкнуты, что приводит к замыканию ступеней обмотки (РО) через резисторы 18 и 19.

Величина циркуляционного тока в этой ступени обмотки (РО) определяется величиной сопротивлений резисторов 18 и 19, включенных последовательно в цепь замкнутой ступени обмотки (РО).

При дальнейшем движении контактов в положение "д" дугогасительные контакты 17 плеча 10 размыкаются, а контакты 16 плеча 11 остаются включенными.

При последующем движении контактов в положения "е" и "ж" последовательно замыкаются вспомогательные контакты 14 и главные контакты 12 плеча 11.

Положение "ж" соответствует рабочему положению переключателя на переключенном ответвлении обмотки (РО) трансформатора.

В положении фиг.3 основная обмотка фазы Х трансформатора подключена к регулировочной обмотке (РО) через контакты Х 10 и Х 11 предызбирателя 5, а регулировочная - через контакт Х 6 избирателя 2 и контакты контактора 1 подключены к линейному контакту Х_л.

При движении подвижных контактов избирателя 2 к контакту Х 5 увеличивается магнитный поток, который направлен согласно потоку основной обмотки.

Заявляемый трехфазный переключатель позволяет после реверсирования, которое происходит когда контакты предызбирателя перебрасываются на неподвижный контакт Х 13, изменить направление магнитного потока регулировочной обмотки (РО) на обратное, что увеличивает диапазон регулирования переключателя.