BG113377A - Стъпален регулатор на напрежение с хоризонтално разположение - Google Patents

Abstract

Стъпалният регулатор на напрежение съдържа носеща глава (4) и три еднофазни мощностни превключватели (Х, Y, Z), подредени линейно, хоризонтално един до друг с осигурени изолационни разстояния помежду им. В носещата глава (4) има известни механизми като задвижващ вал с червячна предавка, пружинен енергиен акумулатор и две малтийски колела. Фланец (5) на носещата глава (4) се присъединява към капак (6) на разпределителен трансформатор. Трите еднофазни мощностни превключватели са укрепени между горна изолационна плоча (1) и долна изолационна плоча (2), свързани чрез шпилки (3). Първият мощностен превключвател (Х) е присъединен към носещата глава (4). Всеки мощностен превключвател има една главна вакуумна дъгогасителна камера (V1), една спомагателна вакуумна дъгогасителна камера (V2) и резистор (R), поместени в изолационен цилиндър с горен и долен фланец. Има и контактни системи със задвижващи механизми. Синхронизираното задвижване на трите превключвателя може да стане по два начина: - чрез две големи зъбни колела (7, 8) на фаза и междинни паразитни зъбни колела (9, 10); - чрез две малки зъбни колела на фаза (11, 12) и две изолационни зъбни рейки (13, 14).

Description

СТЪПАЛЕН РЕГУЛАТОР НА НАПРЕЖЕНИЕ С ХОРИЗОНТАЛНО РАЗПОЛОЖЕНИЕ

ОБЛАСТ НА ТЕХНИКАТА

Изобретението се отнася до трифазен стъпален регулатор на напрежение, работещ като избиран под товар. Той се използва за регулиране на напрежението под товар на трансформатор със сравнително малка мощност, каквито са разпределителните трансформатори. При някои от тях стъпалният регулатор е с хоризонтално разположение и се монтира под капака на трансформатора, над активната част. В такива трансформатори могат да се използват вакуумни дъгогасителни камери.

ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТА

Известен е стъпален регулатор на напрежение (1), съдържащ носеща глава, изолационен цилиндър и дъно. В носещата глава са разположени задвижващ вал с червячна предавка, малтийска предавка и пружинен енергиен акумулатор. В изолационния цилиндър са етажно подредени три фази. Всяка фаза има една главна вакуумна дъгогасителна камера и една спомагателна вакуумна дъгогасителна камера, монтирани в центъра на изолационния цилиндър, огледално една на друга и закрепени към два изолационни сегмента от тръба, свързани с малтийската предавка. Към тях са закрепени и резистори. По периферията на изолационния цилиндър са монтирани определен брой П-образни контактни елементи с изводи свързани с отклоненията на регулационната намотка на трансформатора. Неподвижните изводи на двете вакуумни дъгогасителни камери се свързват с П-образните контактни елементи чрез рамена носещи контактни ламели с контактни пружини. Подвижните контактни изводи на двете вакуумни дъгогасителни камери са свързани чрез аналогични рамена с контактни пръстени монтирани към вътрешната повърхност на изолационния цилиндър. На подвижните контактни изводи са хванати механизми за отваряне и затваряне на вакуумните дъгогасителни камери по време на

1/8 превключването. Превключването е двустъпково, като двете вакуумни дъгогасителни камери се отварят и затварят една след друга.

- Стъпалният регулатор може да се използва в линейни регулационни намотки или в такива прекъснати в средата. Може да се монтира, както вертикално до активната част на трансформатора, така и хоризонтално над активната част под капака на трансформатора.

Недостатък на този стъпален регулатор е, че, поради етажното подреждане и на шестте вакуумни дъгогасителни камери, има голяма дължина. Недостатък е и това, че има дублиране на някои елементи. Друг недостатък е, че при хоризонтален монтаж закрепването на носещата глава на стъпалния регулатор е затруднено и изисква промени в конструкцията на казана на трансформатора, което го оскъпява.

Известен е и друг стъпален регулатор на напрежение (2), който се монтира под капака на трансформатора. Той има носеща глава с разположени в нея задвижващи механизми. Към нея са закрепени две хоризонтални изолационни рейки, към които са монтирани подредените една до друга три фази. Всяка фаза има модул мощностен превключвател и модул избирач. Мощностният превключвател съдържа една вакуумна дъгогасителна камера, превключващи контакти и резистор. В модул избирач има две паралелни контактни системи превключващи една след друга. Модулите са с носеща конструкция от отлети от епоксидна смола ламели. Стъпалният регулатор няма пружинен енергиен акумулатор, а движението на механизмите се осъществява от електродвигател и неговите предавки. Поради това е предвидено и допълнително средство, което да осигури завършване на превключването ако се прекъсне електрозахранването.

Недостатък на този стъпален регулатор е, че последователността на действие на елементите е усложнена, което води до усложняване на конструкцията и намалява надеждността на превключването. Друг недостатък е, че, поради липса на пружинен енергиен акумулатор, превключването зависи от скоростта на сравнително по-бавното движение на механизмите. Това се отразява върху скоростите на отваряне и затваряне на вакуумната дъгогасителна камера и натоварването на резистора. Също така, независимо от допълнителното средство, реално съществува опасност за незавършване на превключването. Това може да доведе до авария. Недостатък е и това, че не може да се използва за регулиране в регулационна намотка прекъсната в средата.

2/8

ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО

Задачата на изобретението е да създаде стъпален регулатор на напрежение с хоризонтално разположение с три изолирани фази разположени линейно една до друга. Той трябва да е с опростена конструкция с малки габарити и тегло. Да е с проста и надеждна схема на превключване.

Задачата е решена с трифазен стъпален регулатор на напрежение, съдържащ носеща глава с пружинен енергиен акумулатор и двустъпкова малтийска предавка. Има три еднофазни мощностни превключватели монтирани хоризонтално, линейно един до друг. Всеки мощностен превключвател има една главна вакуумна дъгогасителна камера, една спомагателна вакуумна дъгогасителна камера и резистор. Вакуумните дъгогасителни камери са монтирани на изолационни елементи свързани със задвижващата малтийска предавка. Има и подвижни и неподвижни контактни елементи.

Съгласно изобретението три еднофазни мощностни превключватели са подредени линейно, хоризонтално един до друг с осигурени изолационни разстояния помежду им и са закрепени към горна изолационна плоча и долна изолационна плоча. Носещата конструкция на всеки мощностен превключвател е съставена от вертикален изолационен цилиндър, разрязан на две половини, горен диск и долен диск. Към двата диска чрез горно рамо и долно рамо са лагеровани две изолационни рейки носещи спомагателна вакуумна дъгогасителна камера. До нея е разположена главна вакуумна дъгогасителна камера, закрепена към две изолационни рейки, лагеровани чрез горно рамо и долно рамо към двете рамена на изолационните рейки на спомагателната вакуумна дъгогасителна камера. Всяка от двете вакуумни дъгогасителни камери има горен носач и долен носач, които са монтирани към съответните изолационни рейки. Горния носач на главната вакуумна дъгогасителна камера има радиално рамо с контактни ламели. Също така и долния носач има радиално рамо с контактни ламели. По вътрешната повърхност на изолационния цилиндър в хоризонтална равнина са монтирани на еднакъв ъгъл определен брой П-образни контактни елементи с извод, към които контактуват контактните ламели на радиалното рамо на горния носач на главната вакуумна дъгогасителна камера. С тях контактуват и контактни ламели разположени на радиално рамо на носач закрепен на изолационните рейки на спомагателната вакуумна дъгогасителна камера, като този носач е изолиран спрямо горния носач на тази камера. Също така долния носач на главната вакуумна дъгогасителна камера има радиално рамо с контактни ламели, които са свързани с

3/8 контактен пръстен монтиран към вътрешната повърхност на изолационния цилиндър.

- Един от трите еднофазни мощностни превключватели (в случая X) е свързан с носеща глава съдържаща задвижващ вал с червячна предавка, пружинен енергиен акумулатор и две малтийски колела. Горното малтийско колело е куплирано с изолационните рейки на главната вакуумна дъгогасителна камера. Долното малтийско колело е куплирано с изолационните рейки на спомагателната вакуумна дъгогасителна камера.

На вертикален носач, хванат към долния носач на всяка от двете вакуумни дъгогасителни камери, е лагерована кобилица, единият край на която е свързан с вилка хваната към подвижния контактен извод на вакуумна дъгогасителна камера. На другия край на кобилицата има ролка, която контактува по време на превключването с челна гърбица на повърхността на пръстен закрепен към вътрешната повърхност на изолационния цилиндър. Електрическото свързване между долния носач на главната вакуумна дъгогасителна камера и нейния извод се осъществява от гъвкава връзка. Свързването между изводите на двете вакуумни дъгогасителни камери става чрез друга гъвкава връзка.

Странично на четирите изолационни рейки са монтирани резистори навити от съпротивителен проводник. Четирите резистора са свързани последователно, а двата им извода са присъединени към носача на спомагателната вакуумна дъгогасителна камера и разположения над него изолиран носач с радиално рамо с лабли.

Като първи вариант, предаването и синхронизирането на движението от първия еднофазен мощностен превключвател към другите два става чрез едно голямо зъбно колело свързано с шийка на долния носач на изолационните рейки на спомагателната вакуумна дъгогасителна камера и второ голямо зъбно колело свързано с шийка на долния носач на изолационните рейки на главната вакуумна дъгогасителна камера. Тези две зъбни колела са залепени с две сателитни зъбни колела лагеровани на ос закрепена на долната изолационна плоча. Шестте основни зъбни колела са еднакви по размери, а с цел поевтиняване зъбните им венци са шприцвани от пластмаса.

Като втори вариант, предаването и синхронизирането на движението става по следния начин. Големите зъбни колела са заменени с малки зъбни колела също свързани с изолационните рейки на двете вакуумни дъгогасителни камери. Паразитни зъбни колела няма. Задвижването на горните три зъбни колела се осъществява от изолационна зъбна рейка. По

4/8 същия начин задвижването на долните три зъбни колела става чрез втора изолационна зъбна рейка еднаква с първата и разположена под нея.

* Предимство на стъпалния регулатор на напрежение с хоризонтално разположение, съгласно изобретението е, че е с опростена конструкция с малки габаритни размери и тегло. Друго предимство е и това, че има пружинен енергиен акумулатор и по две вакуумни дъгогасителни камери на фаза, което осигурява надеждно превключване независещо от прекъсване на електрозахранването. Предимство е и това, че се използва известно моторно задвижване отговарящо на международния стандарт. Конструкцията позволява използване, както в линейни регулационни намотки, така и в такива прекъснати в средата.

ПОЯСНЕНИЕ НА ПРИЛОЖЕНИТЕ ФИГУРИ

Примерно изпълнение на стъпалния регулатор на напрежение, съгласно изобретението е показано на приложените фигури, от които:

Фигура 1 представлява надлъжен разрез през стъпалния регулатор, на който се виждат трите фази X, Y, Z подредени една до друга.

Фигура 2 - напречен разрез (А-А) през фаза X при увеличен мащаб.

Фигура 3 - надлъжен разрез (В-В) през фаза X и носещата глава с механизми.

Фигура 4 - надлъжен разрез (D-D) през фаза Y завъртян на 90° спрямо този на фиг. 3.

Фигура 5 - надлъжен разрез (С-С) през фаза Z завъртян на 180° спрямо този на фиг. 3.

ПРИМЕРИ ЗА ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО

На фиг. 1 трите фази X, Y, Z са подредени една до друга и са монтирани между горна изолационна плоча 1 и долна изолационна плоча 2. Двете плочи са свързани чрез определен брой шпилки 3. Фаза X е закрепена към носеща глава 4 с механизми. Носещата глава 4 има фланец 5, който се монтира към условно показания с прекъсната с точки линия капак 6 на трансформатора. Всяка фаза има една главна вакуумна дъгогасителна камера Vi , една спомагателна вакуумна дъгогасителна камера Уг и резистори R. Синхронизацията на движението на контактните системи на трите фази може да се осъществи по два начина:

5/8

Чрез големи зъбни колела 7 и 8 хванати към задвижващите елементи на двете вакуумни дъгогасителни камери Vi и V2 и паразитни зъбни колела 9 и 10 монтирани към долната изолационна плоча 2. Поради големия брой такива зъбни колела, те са изработени чрез шприцване от пластмаса. Така те се произвеждат лесно и бързо и са евтини.

Чрез по две малки зъбни колела 11 и 12 на фаза свързани помежду си посредством две изолационни зъбни рейки 13 и 14.

Подробности по конструкцията са показани на фигури 2, 3, 4 и 5. Носещата глава 4 е известна конструкция. Тя съдържа задвижващ вал 15 свързан с червячна предавка 16, която завърта известен механизъм 17 натятащ превключваща пружина 18 и осигуряващ скокообразно последователно завъртане на две малтийски колела 19 и 20.

Двете паразитни зъбни колела 9 и 10 са лагеровани на ос 21 закрепена на долната изолационна плоча 2.

Към вал 22 на малтийско колело 19 са хванати две еднакви изолационни рейки 23, между които е монтиран носач 24 на главната вакуумна дъгогасителна камера Vi. Металният носач 24 има радиално рамо 25, на което са установени контактни ламели 26 с контактни пружини 27. Контактни системи на дадена фаза са разположени в изолационен цилиндър, който с цел облекчаване на монтажа е разделен на две половини 28 и 29. По периферията на цилиндъра са монтирани десет броя П-образни контактни елементи с извод 30. Към долното контактно перо на 30 контактуват контактните ламели 26.

По аналогичен начин спомагателната вакуумна дъгогасителна камера V2 е хваната на еднакъв носач 24 монтиран към други две изолационни рейки 31. Над носача 24 и изолиран спрямо него е закрепен друг носач 32 с радиално рамо 33, което носи контактни ламели 26 свързани с горното контактно перо на П-образния контактен елемент 30. Между носачите 24 и 32 са свързани резисторите R.

На долния край на двете вакуумни дъгогасителни камери Vi и V2 има допълнителни носачи 34 закрепени към съответните изолационни рейки 23 и 31. Носачите 34 също имат радиално рамо 35 с контактни ламели 26 свързани с контактен пръстен 36, който е монтиран на вътрешната повърхност на изолационния цилиндър 28-29.

При фази Y и Z двете половини на изолационния цилиндър са закрепени към горен диск 37 и долен диск 38, които са фиксирани съответно към горна изолационна плоча 1 и долната изолационна плоча 2. Към двата

6/8 диска 37 и 38 са лагеровани горен носач 39 и долен носач 40 на двете изолационни рейки 31 на спомагателната вакуумна дъгогасителна камера Уг. Към носачите 39 и 40 са лагеровани два носача 41 и 42 на рейките 23 на главната вакуумна дъгогасителна камера Vi. Към шийка 43 на носач 40 е закрепено зъбно колело 11, а към шийка 44 на носач 42 е закрепено зъбно колело 12.

Към подвижните контактни изводи 45 на двете вакуумни дъгогасителни камери Vi иУг са хванати вилки 46, към които е присъединен единия край на кобилица 47, лагерована в средата на вертикален носач 48 монтиран към носач 34. На външния край на кобилицата 47 има ролка 49, която контактува по време на превключването с челна гърбична повърхност на пръстен 50, закрепен към изолационния цилиндър 28-29. Токоотвеждането от носач 34 към извода 45 става чрез гъвкава връзка 51, а свързването между изводите 45 на двете вакуумни дъгогасителни камери Vi и V2 става чрез гъвкава връзка 52.

На дъното на фаза X също има долен диск 38, лагероването към който е същото както при фази Y и Z (фиг. 3). В този случай е показан вариантът, при който предаването на движението между трите фази става чрез две големи зъбни колела 7 и 8 и две големи паразитни колела 9 и 10.

Изолационните рейки 23 на главната вакуумна дъгогасителна камера V1 са удължени и в горния си край са хванати към вала 22 на малтийско колело 19. Използваните рейки 31 на спомагателната вакуумна дъгогасителна камера Уг също са хванати към шийката 53 на малтийско колело 20.

Системата за водене на двете изолационни рейки 13 и 14 е монтирана към долната изолационна плоча 2. Тя не е показана, защото е известна и не е сложна.

Както бе отбелязано в началото, конструкцията на носещата глава 4 с механизмите в нея е известна. Новото е в конструкцията на трите фази X, Y, Z и тяхното свързване в една монтажна единица с хоризонтално разположение (фиг. 1).

Действието на стъпалния регулатор е следното, г

Задвижващият вал 15 се завърта от известно непоказано моторно задвижване. Червячната предавка 16 взаимодейства с известния механизъм 17 и започва да натяга превключващата пружина 18. В точно определен момент потенциалната енергия в пружината 18 се освобождава и следва скокообразно последователно завъртане на двете малтийски колела 19 и 20

7/8 на една стъпка от 36°. Първо се превключват изолационните рейки 23 на главната вакуумна дъгогасителна камера Vi и контактните ламели 26 прескачат от работещия П-образен контактен елемент 30 на съседния. При това ролката 48 взаимодейства с челната гърбица 50 и главната вакуумна дъгогасителна камера Vi се отваря, така че включването на съседния Побразен контактен елемент е безтоково. В края на превключването Vi се затваря. Следва аналогично превключване на спомагателната вакуумна дъгогасителна камера V2, с което процесът приключва. Всичко продължава от порядъка на няколко десетки милисекунди. Поради това резисторите R, които са навити от съпротивителен проводник се товарят малко. Резисторите R са закрепени от двете страни на изолационните рейки 23 и 31.

Claims (6)

1. ПАТЕНТНИ ПРЕТЕНЦИИ

   1. Стъпален регулатор на напрежение с хоризонтално разположение съдържащ носеща глава с пружинен енергиен акумулатор и двустъпкова малтийска предавка, три еднофазни мощностни превключвателя монтирани хоризонтално линейно един до друг, като всеки мощностен превключвател има една главна вакуумна дъгогасителна камера, една спомагателна вакуумна дъгогасителна камера и резистор, характеризиращ се с това, че трите еднофазни мощностни превключватели (X, Y, Z) са подредени линейно хоризонтално един до друг с осигурени изолационни разстояния помежду им и са закрепени към горна изолационна плоча (1) и долна изолационна плоча (2), като носещата конструкция на всеки мощностен превключвател е съставена от вертикален изолационен цилиндър разрязан на две половини (28, 29), горен диск (37) и долен диск (38), към които чрез горно рамо (39) и долно рамо (40) са лагеровани две изолационни рейки (31) носещи спомагателна вакуумна дъгогасителна камера (V2), до нея е разположена главна вакуумна дъгогасителна камера (Vi), закрепена към две изолационни рейки (23), лагеровани чрез горно рамо (41) и долно рамо (42) към двете рамена (39, 40), всяка от двете вакуумни дъгогасителни камери (Vi и V2) има горен носач (24) и долен носач (34), които са монтирани към съответните изолационни рейки (23, 31), като горния носач (24) на главната вакуумна дъгогасителна камера (Vi) има радиално рамо (25) с контактни ламели (26), долния носач (34) има радиално рамо (35) с контактни ламели (26), а по вътрешната повърхност на изолационния цилиндър (28, 29) в хоризонтална равнина са монтирани определен брой П-образни контактни елементи с извод (30), към които контактуват контактните ламели (26) на радиалното рамо (25) и еднакви с тях контактни ламели (26) разположени на радиално рамо (33) на носач (32) закрепен към изолационните рейки (31) и изолиран спрямо носач (24) на спомагателната вакуумна дъгогасителна камера (V2), а също така долният носач (34) на главната вакуумна дъгогасителна камера (Vi) с радиалното си рамо (35) с контактни ламели (26) е свързан с контактен пръстен (36) монтиран към вътрешната повърхност на изолационния цилиндър (28, 29).
2. 2. Стъпален регулатор на напрежение с хоризонтално разположение, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че един от трите еднофазни мощностни превключватели (в случая X) е свързан с носеща глава (4) съдържаща задвижващ вал (15) с червячна предавка (16), пружинен механизъм (17, 18) и две малтийски колела (19, 20), като малтийско колело (19) е куплирано с изолационните рейки (23) на главната вакуумна дъгогасителна камера (Vi), а малтийско колело (20) е куплирано с изолационните рейки (31) на спомагателната вакуумна дъгогасителна камера (V2).
3. 3. Стъпален регулатор на напрежение с хоризонтално разположение, съгласно претенции 1 и 2, характеризиращ се с това, че на вертикален носач (48) монтиран към носач (34) е лагерована кобилица (47), единият край на която е свързан с вилка (46) хваната към подвижния контактен извод (45) на всяка от двете вакуумни дъгогасителни камери (Vi и V2), а на другия край на кобилицата (48) има ролка (49), която контактува по време на превключването с челна гърбична повърхност на пръстен (50), закрепен към изолационния цилиндър (28, 29), като електрическото свързване между носача (34) и извода (45) се осъществява от гъвкава връзка (51), а свързването между изводите (45) на двете вакуумни дъгогасителни камери (Vι и V2) става чрез гъвкава връзка (52).
4. 4. Стъпален регулатор на напрежение с хоризонтално разположение, съгласно претенции 1, 2 и 3, характеризиращ се с това, че странично на четирите изолационни рейки (23 и 31) са монтирани резистори (R) навити от съпротивителен проводник, като те са свързани последователно и двата им извода са присъединени към носача (24) на спомагателната вакуумна дъгогасителна камера (V₂) и изолирания носач (32).
5. 5. Стъпален регулатор на напрежение с хоризонтално разположение, съгласно претенции 1,2,3 и 4, характеризиращ се с това, че предаването и синхронизирането на движението от първия еднофазен мощностен превключвател (X) към другите два (Y, Z) става чрез едно голямо зъбно колело (7) свързано с шийка (43) на носач (40) и едно еднакво с него зъбно колело (8) свързано с шийка (44) на носач (42), като тези две зъбни колела (7, 8) са зацепени със сателитни зъбни колела (9 и 10) лагеровани на ос (21) закрепена на долната изолационна плоча (2), а в случая предпочитан вариант е зъбните венци на четирите зъбни колела да са шприцвани от пластмаса.
6. 6. Стъпален регулатор на напрежение с хоризонтално разположение, съгласно претенции 1,2,3 и 4, характеризиращ се с това, че като вариант към шийка (43) е хванато малко зъбно колело (11), към шийка (44) е хванато второ малко зъбно колело (12), а задвижването на тези зъбни колела на трите еднофазни мощностни превключватели (X, Y, Z) се осъществява от две изолационни зъбни рейки (13, 14).