[发明专利]有载抽头变换器

说明书

技术领域

本发明涉及用于电力变压器的有载抽头变换器(on-load tap-changer)机构，并具体涉及有载抽头变换中用于控制操作时序的装置和方法。

背景技术

用于变电站的高压变压器受到电荷变化影响的程度例如取决于变压器下游所吸取的功率的多少。有载抽头变换器允许在不必中断载荷电流的情况下选择不同的变压器匝数比。这使得有载抽头变换器对于载荷电流不宜中断的功率变压器是有用的。

在变压器绕组上设置多个抽头位置使得能够对变压器的匝数进行选择，从而使生产的变压器具有有效的可变匝数比。这使得变压器次级(输出)侧的电压调整能够适应不同的负载。

图1示意性地示出了有载抽头变换器的典型电路设计。有载抽头变换器100包括连接到第一接线端子180的变压器线圈160，该变压器线圈160具有多个抽头位置开关110、112，以在线圈180上选择不同的匝数比。包括旋转开关臂170和转换阻抗140、142的转换开关130将抽头位置开关110、112连接到第二接线端子190，从而形成电路。

抽头位置开关110显示为闭合的，从而将相连的抽头位置经由旋转开关臂170连接到端子190，所示旋转开关臂170使转换阻抗140短路。

抽头变换器遵循一系列的步骤以在与开关110、112相关联的抽头位置之间实现有载抽头变换，概述如下：

●抽头开关112闭合；

●转换开关130的旋转开关臂170逆时针旋转到一位置，在该位置，电流仅流过转换阻抗140到达端子190；

●旋转开关臂170进一步转到一位置，在该位置，载荷同时经过转换阻抗140和142；

●旋转开关臂170进一步转到一位置，在该位置，载荷仅经过转换阻抗142到达端子190；

●转换开关130的旋转开关臂170进一步转到一位置，在该位置，转换阻抗142短路，并且通过抽头位置112提供载荷；以及

●抽头开关110打开。

以上仅描述了抽头变换的多种可能的顺序中的一种，但是示出了所包含的一般原理。US 4,081,741中披露了一种更详细的抽头变换顺序，其与上文中给出的操作顺序相似。该文献还示出了对真空开关(也称为真空断路器)的使用，其用在载荷从一个抽头转移到另一抽头时，能够使真空开关避免不期望的放电。

由于在抽头切换操作期间需要一系列一般涉及高压的、复杂的步骤，所以有载抽头变换器组件趋于庞大，而且在机械上趋于复杂。在高压变压器中，抽头变换器倾向于安装在变压器内充满油的腔中，需要沿着相对于变压器的竖直方向对抽头变换器进行安装和拆卸。所有这些要求都会使抽头变换器的安装和拆卸变得困难，并存在潜在的危险，如果在运转的变电站内实施的话则更是如此。

发明内容

本发明的目的是解决一个或多个上述问题。

根据本发明的第一方面，提出了一种有载抽头变换器开关机构，其包括：

环形凸轮，所述环形凸轮限定多个凸起部；以及

开关组件，所述开关组件至少部分地位于所述环形凸轮内且能够相对于所述环形凸轮旋转，所述开关组件包括电开关和凸轮从动件，所述凸轮从动件与所述环形凸轮的内表面接合，

其中，所述多个凸起部配置为能够在所述开关组件与所述环形凸轮相对旋转时致动所述凸轮从动件，该对所述凸轮从动件的致动引起电开关的操作。

根据本发明的第二方面，提出了一种运行有载抽头变换器开关机构的方法，所述有载抽头变换器开关机构包括环形凸轮和开关组件，所述环形凸轮限定多个凸起部，所述开关组件至少部分地处于所述环形凸轮内且能够相对于所述环形凸轮旋转，所述开关组件包括电开关和与所述环形凸轮的内表面接合的凸轮从动件，该方法包括：在所述环形凸轮与开关组件相对旋转时，通过与所述多个凸起部的一个或多个凸起部的接合而致动所述凸轮从动件，该对所述凸轮从动件的致动引起电开关的操作。

附图说明

下面将参考附图，对作为非限制性示例的本发明的优选实施例进行描述，其中：

图1示出了有载抽头变换器的典型设计的电路图；

图2a示出在第一种配置中抽头变换器的平面示意图；

图2b示出在第一种配置中抽头变换器的替代性实施例的平面示意图；

图3a至3c示出了图2a的抽头变换器的详细剖视图；

图3d和3e示出了图2b的抽头变换器的详细剖视图；

图4示出了围绕环形凸轮周缘的一对滑动触点的立体图；

图5示出了具有电触点的安装框架内的环形凸轮的示意性局部平面图；