Переключающее устройство длярегулирования напряжения tpah- сформаторов под нагрузкой

Переключающее устройство длярегулирования напряжения tpah- сформаторов под нагрузкой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

лаптем н .т е. I нская

АНИЕ

Сеюз Советских

Социалистических

Республик

<н796931

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (Я)м. кл.

Н 01 F 29/04

Н 02 Р 13/06 (22) Заявлено 200379 (21) 2738906/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

С СС Р но делам изобретений и открытий

Опубликовано 15,0181, Бюллетень N9 2

Дата опубликования описания 25. 01. 81 (53) УДК 621. 314. .332(088.8) (72) Авторы изобретения

А.Л.Амромин, Н.К.Васильев, Ф.В.Галимов и Ю.Г.Михайлин (71) Заявитель (54) ПЕРЕКЛЮЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

НАПРЯЖЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ ПОД НАГРУЗКОЙ

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в

9 устройствах для регулирования напряжения трансформаторов под на,грузкой, в частности как.в реактор-! ных переключающих устройствах, так и в устройствах с токоограничивающими резисторами.

Известны устройства для регулирования напряжения трансформаторов под нагрузкой с электромеханическим приводом 11 .

Однако они имеют существенные недостатки: значительные люфты, увеличивающиеся в процессе работы, болв шую инерционность, приводящую к неточной остановке устройства, валы, обладающие малой механической проччостью и плохими изоляционными качествами.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является переключающее устройство для регулирования напряжения трансформаторов под нагрузкой, содержащее привод, электродвигатель с гидронасосом, избиратель, имеющий исполнительный ьеханизм, выполненный в виде гидроцилиндров, штоки которых содержат под.

У вижные контакты избирателя, четные и нечетные ступени. регулирования которого объединены соответственно в две группы, каждая из которых имеет одну общую точку, контакт, исполнительный механизм которого механически соединен с золотниками и гидроцилиндром контактора, реле давления, двухсторонний храповой механизм с муфтой свободного хода, механически соединенный с двумя гидротолкателями, связанными механически с концевыми выключателями и гидравлически— через электроуправляемый золотник с линией гидронасоса, и трубопроводы, при этом полости гидроцилиндров избирателя гидравлически соединены с гидротолкателями посредством кинематических передач, а гидротол20 катели механически соединены с двумя золотниками направления регулирования, соединенными с общим распределительным золотником и гидроцилиндрами избирателя.

В таком устройстве переключение контактов избирателя и контактора осуществляется посредством гидропередач от единого привода. Последовательное действие гидроэлементов

30 переключающих контакты, устраняет

796931 вредное влияние люфтов и уменьшает . износ элементов в процессе работы.

Реверсирование направления осуществляется днумя механически управляемыми золотниками, что исключает потребность в сложной коммутаторной или логической схеме электроуправления. Развязка по электрическому потенциалу силовой части этого устройства от системы управления и заземленных частей осуществляется посредством изоляционных вставок гидротракта, что позволяет использовать

его на высокие классы напряжения 121.

Однако это переключающее устройство характеризуется следующими недостатками: сложность и громоздкость конструкции вследствии наличия в каждой ступени регулирования избирателя гидроцилиндра, гидранлически соединенного с общим распределительным золотником, а также большого количества кинематических передач; относительно большое. время переключения устройства вследствие многопереходной громоздкой системы гидротактон; относительно низкая надежность устройства нследствие наличия н нем большого количества элементон, соединенных между собой механически и гидранлически„ а также общего распределительного золотника, имеющего сложную конструкцию.

Цель изобретения — упрощение конструкции устройства при сокращении времени переключения, уменьшение габаритов переключающего устройства и повышение его надежности.

Указанная цель достигается тем, что в переключающем устройстве для регулирования напряжения трансформаторов под нагрузкой, содержащем привод, электродвигатель с гидронасосом, избиратель, имеющий исполнительный механизм, выполненный в виде гидроцилиндров, штоки которых содержат подвижные контакты избирателя, четные и нечетные ступени регулирования которого объединены соответственно в дне группы, каждая из которых имеет одну общую точку, контактор, исполнительный механизм которого механически соединен с золотниками и гидроцилиндром контактора, реле давления, двухсторонний храповой механизм, механически соединенный с двумя гидротолкателями, связанными механически с концевыми электровыключателями и гидравлически — через электроупранляемый зо лотник — e линией нагнетания гидронасоса, и трубопроводы, каждая из групп четных и нечетных ступеней регулирования избирателя имеет по одному гидроцилиндру, шток которого обеспечивающий. поочередное соединение с ответвлениями регулировочной обмотки трансформатора, механически связан с гидротолкателями посред5

1О

ЗО

65 ством храпового механизма, на штоке расположен подвижный контакт, а каждый из гидроцилиндров избирателя гидравлически соединен первым ходом через золотник контактора, вторым ходом непосредственно с гидроцилиндром контактора, третьим ходом с цилиндром гидротолкателя и реле давления, а.четвертым ходом — через электроуправляемый золотник †. с линией нагнетания гидронасоса.

На фиг. 1 изображена гидравлическая схема устройства, имеющего шесть ступеней регулирования с включенным контактом 1М группы четных ступеней; на фиг. 2 — принципиальная электрическая схема устройства.

Переключающее устройство расположено н одном баке 1 с трансформатором (не показанным на чертеже), для регулирования напряжения которого оно предназначено. Бак 1 трансформатора соединен при помощи трубопровода с линией всасывания гидронасоса 2, приводимого в действие электродвигателем. Линия нагнетания гидронасоса 2 гидравлически соединена с предохранительным клапаном 3, защищающим гидросистему от перегрузок, и соединена посредством трубопровода 4 с двумя электроуправляемыми реверсивными трехпозиционными золотниками 5 и 6 направления регулирования. Золотник 5 соединен посредством трубопроводов 7 и 8 с гидротолкателями 9 и 10, которые, в свою очередь, посредством храповых механизмов 11 и 12 двухстороннего действия связаны с нижней частью штоков

13 и 14 гидроцилиндров 15 и 16 избирателя. На штоках 13 и 14 гидроцилиндров 15 и 16 избирателя расположены подвижные контакты 17 и 18 избирателя соответственно нечетной и четной групп .ступеней регулирования.

Золотник 6 соединен. с полостями гидроцилиндров 15 и 16 избирателя посредством трубопроводов 19 и 20.

Полость гидроцилиндра 15 соединена посредством трубопроводов 21 и 22 через двухпозиционный золотник 23 контактора с гидроцилиндром 24 KOHтактора, соединенным механически с исполнительным механизмом 25 контактора. Полость гидроцилиндра 16 соединена трубопроводами 26 и 27 через двухпозиционный золотник 28 контактора с гидроцилиндром 24 контактора.

Гидроцилиндр 24 контактора, н свою очередь, соединен ..с гидроцилиндром

15 избирателя посредством трубопровода 29 и с гидроцилиндром 16 избирателя посредством трубопровода 30.

Кроме того, гидроцилиндр 15 соединен гидравлически посредством трубопровода 31 с полостью гидротолкателя

10, а гидроцилиндр 16 посредством трубопровода 32 с полостью гидротол,<ателя 9.

796931

Шток гидротолкателя 9 механиче ( ки соединен с концевым элект с четная г ппа ключателем 33, а шток гидротолкат ровы- контакт 18 сое единенный со ступенью ля 10 — с концевым электровыключатолкате- регулирования IV че е через общую точку телем 34. Концевые электровыключа .

46 четной г ппы

4 py, исполнительный тели 33 и 34 предназначены для вклю- (при er ли ов механизм 25 контакто а р, нагрузку (при регулировании со стоРоны вториччения золотников 5 и б и отключения ной обмотки) или источник 48 питания золотника 5. Полости ги (при регулировании со стороны ер5 и гидротолкателя 10 посредством вичной обмотк ) тки соединен с регулиротрубопроводов 31 и 35 соединены с вочной обмоткой 47 т реле 36 давления, а полости г мотко трансформатора. цилиндра 16 и ги отолк ения, а полости гидро- о Работа переключающего устройст-. др кателя 9 по- ва при переключении на одну ступень средством трубопрово ов 32 и р д 3 и 37 с регулирования (например со ступени реле 38 давления. Реле 38 и 36 дав- fV на ступень V ) на п ления п е назна ень на повышение осур д ачены для отключения ществляется следующим образом. золотника б и подачи сигнала в систему управления по завершении цикла переключения. ние" ступени V включаются электроПредлагаемое переключающее устройтво меет есть ступеней регулиро- золотника 5. Масло из бака 1 трансрегулировочной обмотки трансформа- 2О тора). ронасоса 2 к трехпозиционным золотНижняя часть каждого из штоков никам 5 и б, при этом золотник 5 от14 динена механически с верхней частью золотник 5 м асло поступае". в гидроштоков 39 и 40 этих гидроцилинд о цилиндр гидротолкателя 9, при полпосредством фиксаторов 41 и 42. Шток дров $5 ном пе е

9 10 имеет подвижное звено 43 и 44 соотротолкателя 9, храповой механизм 11 ветственно. поворачивается на один шаг, что соТаким обраЗом группа четных -туI рч кта 17 со ступени П на ступень . группа нечетных ступеней регулирования 1, И! и Ч избирателя имеют по лости гидротолкателя 9 осуществляодному гидроцилиндру 16 и 15 соответственно штоки которых обеспечива- чер Олотник ак Рансфор вления „ регулировочной Обмотки. транс- ",а р - р полном перемещении штока гидротолкателя 9 происходит срагидротолкателями 10 и 9 соответствен- но посредством храповых механизмов теля 33 кот

1 1 40 л чает электромагнит 49 и включает цилиндров 16 и 15 избирателя гидравличеаки соединен первым ходом через золотник 28 и 23 контактора вторым ходом непосредственно с гидроцилиндром 24 контактора третьим ходом с гид цилиндра г ротолка елей 9 45 ществлЯетсЯ по TÐÓàoïÐoàoÐÓ 21 чеи 10 и реле 38 и 36 давления, а чет- проводу 22 чер гидр цилиндр 24 емый золотник б — с линией нагнетания гидронасоса 2. рез гидроцйлиндр 16 избирателя и

В исходном исходном состоянии переключаур по трубопроводу 19 через золотник ющего устрой ( ства нечетная группа ном в л в ак 1 трансформатора. При полотключена ф 2) иг. ) шток 13 гидро- 15 п включении штока гидроцилиндра цилиндра 15 элект происходит соединение ступени а . электрически изолирован регулирования 7 с об от ступеней регулирования I,,M u с общей точкой 45

V H HoT oo6IgeA T и 45 ( ной) группы точки этой нечет- вания п осредством подвижного конгруппы масляным промежутком, такта 17 избирателя, соответствуток гидроцилиндра 16 электрически соедин ющее включению ответвления регуи соединен со ступенью регулии общей точкой 46 этой лировочной обмотки 47 трансформа(четной) группы Н

7 и четные П IV u ечетные, Ш и ФО вой пол

1 тора. После этого масло иэ поршнеО6 полости гидроцилиндра 15 по и М ступени регу- трубоп ово 29 по лирования переключ ющ и а его устро ства. полость р ду подается в левую электрически ниями регули ов чески соединены с ответвлегидроцилиндра 25 контактоРа. Слив масла Осуществляется иэ трансформато . В и регулировочной обмотки 47 и авой по рматора. В этом же coñòoÿíè раво полости гидроцилиндра 24 стоянии 45 по трубопроводу 30 чеРез гидроии- .

796931 линдр 16, по трубопроводу 19 через золотник 6 в бак 1 трансформатора.

Поршень гидроцилиндра 24 контактора осуществляет переключение исполнительного механизма 25 контактора, соответствующее переключению контактов контактора. При этом происходит открытие золотника 28 контактора и масло по трубопроводу 27 через золотник 28 контактора, по трубопроводу 26 подается в штоковую полость гидроцилиндра 16 и приводит в движение шток гидроцилиндра 16. Слив масла из поршневой полости гидроцилиндра 16 осуществляется по трубопроводу 19 -через золотник 6 в бак 1 трансформатора.

При этом происходит отсоединение ступени регулирования 1Ч от общей точки 46 четной группы ступени регулирования, которое осуществляется подвижным контактором 18 избирателя, что соответствует отключению ответвления регулировочной обмотки

47 трансформатора, после чего масло по трубопроводу 32 и гидроцилиндру

16 избирателя поступает в штоковую полость гидротолкателя 9 и одновременно по трубопроводу 35 на реле

38 давления. При возвращении штока гидротолкателя 9 в исходное состояние его подвижное звено 43 поворачивается вокруг оси сопряжения и проходит храпсвой механизм 12, не зацепляя его. Слив масла из поршневой полости гидротолкателя 9. осуществляется по трубопроводу 8 через золотник 5 в бак 1 трансформатора, при этом происходит полный отвод штока гидротолкателя 9, после чего срабатывает реле 38 давления. Сигнал, поступаемый от реле 38 давления на электромагнит 50, отключает его, а также электродвигатель гидронасоса 2 и электрическую систему управления.

Таким образом, переключение со ступени регулирования IV на ступень

V завершено и устройство готово к следующему переключению.

Если переключение происходит "на понижение" (например со ступени регулирования III на ступень П ), то при подаче команды на включение, ыасло от гидронасоса 2 через золотник 5, открывающийся электромагнитом 50, по трубопроводу 7 поступает в гидроцилиндр гидротолкателя 10, при полном перемещении штока которого, соответствующем полному включению гидротолкателя 10, храповой механизм 12 поворачивается на один шаг, что соответствует переходу подвижного контакта 18 со ступени ?Ч на ступень И . При этом срабатывает концевой электровыключатель 34, отключая электромагнит 50 золотника

5 и включая электромагнит 52 золот. ,ника 6.

Включение ступени регулирования !

I, переключение контактов контактора и отключение ступени ))) проис-. ходит аналогичным образом, как и переключение со ступени )Ч на ступень

Ч

Отключение электромагнита 51, электродвигателя гидронасоса 2 и электрической системы управления осуществляется подачей сигнала от реле 36 давления на эти элементы.

Переключение на реверс осуществляется следующим ббразом.

После завершения переключения со ступени регулирования П) на ступень )I (т.е. "на пони>кение") подается команда на переключение со ступени I) на ступень )П (т.е. "на повышение). При этом (при реверсе) с помощью механизма включения (на чертеже не показан) сигнал на включеЩ ние электромагнита 49 не подается и масло не поступает в гидроцилиндр гидротолкателя 9, вследствие чего не происходит поворота храпового механизма 11 и, следовательно, подвижный контакт 17 избирателя при реверсе остается в исходном положении (в данном случае по ступени регулирования 1П ). Дальнейшее переключение элементов устройства происходит аналогично переключению со ступени IV на ступень Ч . Следующее переключение (со ступени ПЕ на ступень ГГ ) после реверса происходит аналогично описанному выше переключению с Г1 íà V

Фиксаторы 41 и 42, обеспечивая механическое соединение нижних частей штоков 13 и 14 гидроцилиндров 15 и 16 избирателя с их верхними частями 39 и 40, позволяют нижним частям штоков 13 и 14 гидроцилиндров 15 и 16 избирателя поворачиваться вместе с храповыми механизмами

11 и 12 относительно верхних частей штоков 39 и 40 гидроцилиндров 15 и

16 на шаг, соответствующий переключению с одной ступени регулирования на другую, и зафиксироваться в этом положении.

Таким образом, последовательность работы элементов .гидравлической системы определяется работой элементов электрической системы.

Все элементы контрольно-регулирующей аппаратуры расположены на потенциале земли. В трубопроводах, соединяющих элементы контрольно-регулирующей аппаратуры с гидроцилиндрами подвижных контактов и контактора, имеются изоляционные вставки.

Предлагаемое переключающее устройство для регулирования напряжения трансформаторов под нагрузкой позволяет независимо от количества ступеней регулирования производить переключение ответвлений регулировочной обмотки двумя гидроцилиндрами, 796931

Формула изобретения

45 штоки которых обеспечивают поочеред- . ное соединение со всеми неподвижными контактами ответвлений регулировочной обмотки. Упрощение конструкции предлагаемого устройства достигается за счет исключения из устройства таких его элементов, как общий распределительный золотник, мальтийских передач, редуктора, а также за счет сокращения количества гидроцилиндров, соединительных трубопроводов, уплотнительных элементов. Сокращение времени переключения происходит вследствие сокращения длины гидротрактов.

Уменьшение габаритов предлагаемого устройства обеспечивается бла- 35 годаря сокращению количества конструктивных элементов, а также вследствие уменьшения габаритов элементов управления. Уменьшение габаритов устройства составляет 1,3; 1,4 раза Щ по сравнению с известным. Кроме того, наличие лишь одного подвижного контакта на каждой из групп ступеней регулирования, связанного электрически с общей точкой группы, принципиально устраняет возможность аварийного замыкания двух отпаек регулироВочной обмотки, а наличие лишь контактных соединений на каждой ступени избирателя и упрощенная конструкция токоведущего контура обеспечивает минимальные дополнительные потери в силовой цепи избирателя, что приводит к увеличению КПД трансформатора. Упрощение конструкции устройства приводит к значительному уменьшению расхода материалов. Предлагаемая конструкция устройства позволяет, не меняя технологии и с минимальными трудозатратами, изменять параметры переключающего устройства в ф) шу роких диапазонах в зависимости от величины тока.

Переключающее устройство для регулирования напряжения трансформаторов под нагрузкой, содержащее привод, электродвигатель с.гидронасосом, избиратель, имеющий исполнительный механизм, выполненный в виде гидроцилиндров, штоки которых содержат подвижные контакты избирателя, четные и нечетные ступени регулирования которого объединены соответственно в две группы, каждая из которых имеет одну общую точку, контактор, исполнительный механизм которого механически соединен с золотниками и гидроцилиндром контактора, реле давления, двухсторонний храповой механизм, механически соединенный с двумя гидротолкателями, связанными механически с концевыми электровыключателями и гидравлически — через электроуправляемый золотник— с линией нагнетания -гидронасоса, и трубопроводы, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью упрощения конструкции при сокращении времени переключения устройства, уменьшения габаритов и повышения надежности, группы четных и нечетных ступеней регулирования избирателя имеют по одному гидроцилиндру, на штоке коТорого расположен подвижный контакт,,шток гидроцилиндра механически свя зан с гидротолкателями посредством храпового механизма, при этом каждый из гидроцилиндров избирателя гидравлически соединен первым ходом через золотник контактора, вторым ходом непосредственно с гидроцилиндром контактора, третьим ходом с гидроцилиндром гидротолкателя и реле давления, а четвертым ходом — через электроуправляемый золотник — с линией нагнетания гидронасоса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Порудоминский В.В. Устройства переключения трансформаторов под нагрузкой. М., "Энергия", 1974 °

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2177283/24-07, кл. Н 02 Р 13/06, 10.05.77 °

79б931

Составитель В.Мясникова

Редактор Т.Веселова Техред !Ж.Кастелевич Корректор М.Коста

Закаэ 9781/71 Тираж .795 Подписное

ВНИИПИ Государственного .комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4