专利名称：对抽头变换器中的触点序列的测量的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种变压器的抽头变换器，以及监视抽头变换器的性能。
背景技术：
本发明涉及一种用于变压器的抽头变换器，具体地涉及圆柱形抽头变换器，其中 绝缘圆柱体设有用于不同电压电平的固定抽头触点，并且设有对应可移动触点部件的可旋 转轴布置于圆柱体内部。各可移动触点从轴向外面向圆柱体的内部，并且包括可以与圆柱 体的对应固定触点接触的至少一个或者例如两个机械触点。在包括与轴一起旋转的多个机械触点的已知类型抽头变换器的例子中，机械触点 布置于并联触点支路中，用于连接到抽头级别的固定触点。机械触点之一与真空断路器 (vacuum interrupter)开关串联连接，而另一机械触点与第二真空断路器和电阻器串联连 接。在多相系统中，变压器包括用于各相的抽头级别，并且各相包括布置于抽头变换器的旋 转轴上的两个可移动机械触点。在DE 10 2004 052 316中描述了这一圆柱体类型的抽头变换器。该文献描述了 如何测量抽头变换器的触点序列。通过在两个并联支路之间连接测量电路来进行测量。通 过从圆柱体移除轴来连接测量电路，测量电路然后经由连接线缆连接到可移动触点的两个 支路，随后在圆柱体内重新安装轴(§25)。测量电路连接于第一支路中的机械开关与真空 断路器之间的第一连接点以及第二支路的电阻器与真空断路器之间的第二连接点。测量电 路包括串联的DC电压源和电阻器，并且监视电阻器两端的电压(图6至图8)。在抽头变换 期间，支路之一从当前抽头级别断开并且在另一支路之前连接到下一级别。测量电路记录 在抽头变换期间(例如从在当前抽头级别打开电阻器支路的真空断路器到在下一级别闭 合另一支路的真空断路器)的电压变化(§28)。该测量提供关于开关状态的宝贵信息、但 是复杂和费力。另外，抽头变换器的重新安装是复杂的，并且可能影响抽头变换器及其触点，从而 测量的结果变得无效。另外，这一测量电路在两个支路并联连接到相同抽头时无法检测电阻器支路中的 机械开关的打开。
发明内容
本发明的一个目的在于克服现有技术的弊端并且提供一种抽头变换器、变压器和 用于测量变压器中的抽头变换器的触点序列的方法。一个目的在于提供一种抽头变换器和既可以在制造期间用于工厂中又可以用于 在现场监视抽头变换器的测量方法。本发明提供一种抽头变换器，其中触点布置于抽头变换器的轴内部，这有助于接 近抽头变换器的测量点。这些触点可以被适当地适配以便易于接近，并且在抽头变换器位于变压器中之时提供抽头变换器的触点电路到测量设备的触点电路之间的连接，从而无需在测试抽头变换 器的功能时从变压器移除抽头变换器。本发明也提供一种测量方法，其中可以在测量时段期间用定位于变压器内部的抽 头变换器测量触点的性能。用于测量变压器中的抽头变换器的触点序列的方法，该抽头变换器布置于变压器 内部并且包括圆柱体和可旋转地布置于圆柱体内部的轴，该圆柱体设有从它的内表面面向 内部的固定触点，该轴设有包括机械触点的触点电路，这些机械触点面向圆柱体并且适配 成在轴旋转时与圆柱体的固定触点有选择地配合，其中测量接触器件布置于轴内部，这些 接触器件电连接到触点电路的测量点，该方法包括打开和闭合触点电路的触点并且测量在 打开和闭合触点期间的电变化的步骤。该方法的特征在于将设有测量触点的测量探针插入 到抽头变换器的轴中。优选地，在抽头变换器存在于变压器内部的情况下执行插入测量探针的步骤。通过在布置于变压器内部的抽头变换器上进行抽头变换器的触点序列的测量，可 以节省宝贵时间和劳力。由于未从变压器移除抽头变换器，所以明显减少影响抽头变换器 的风险，因为无需在圆柱体内部重新安装具有其触点的抽头变换器的轴。本发明的抽头变换器和方法的实施例有助于测量各种抽头变换器中的触点序列。 本发明的方法和抽头变换器可以用来改进许多类型的圆柱形抽头变换器，并且有助于监视 和维护它们的触点。在一个实施例中，抽头变换器的测量接触器件包括至少两个单独接触表面，并且 触点电路包括两个测量点，其中各接触表面连接到相应测量点。以这一方式，通过测量设备 到接触器件的连接提供对两个测量点的接近。在一个实施例中，抽头变换器包括三个测量接触器件和三个触点电路，其中各接 触器件布置于轴内部并且连接到三个触点电路中的相应触点电路。这对于三相系统特别有 用。在一个实施例中，测量接触器件包括三个独立接触表面，并且触点电路包括三个测量 点，其中各接触表面连接到测量点中的相应测量点。使三个测量点用于各相提供了增强的 测量能力。一个优选实施例包括多个导线，各导线布置于相应测量点与接触表面之间，并且 从轴的外部向轴内部的接触表面中的相应接触表面延伸。在一个实施例中，抽头变换器包括顶部，该顶部具有盖(19)和布置于盖(19)中的 可密封开口(9)，该可密封开口(9)被布置成提供进入轴(2)中。因此，可以接近具有触点 的轴以便进行测试，并且可以在变压器用于输电时密封抽头变换器。在一个实施例中，触点电路包括两个支路，第一支路包括第一机械触点、第一真空 断路器和保护电阻器，第二支路包括第二机械触点和第二真空断路器。具有真空断路器的 抽头变换器有利于中压和高压变压器，比如5kV以上。具有真空断路器的抽头变换器比仅 有机械触点的抽头变换器需要更少的维护。本发明也有利于仅有机械触点的抽头变换器。优选地，该测量方法包括将测量触点与接触器件连接的步骤，该连接步骤在将测 量探针插入到轴中之后进行。优选地，该测量方法包括从轴移除测量探针的步骤，该步骤包括从变压器移除测 量探针，该步骤在闭合、打开和测量步骤之后进行。与从变压器提出包括可移动触点的整个中心轴相比，从变压器移出测量探针的复杂性更低并且需要劳力更少。优选地，该测量方法包括在移除测量探针的步骤之后闭合抽头变换器的步骤。以这一方式，密封变压器并且可以将变压器重新连接至输电网。本发明也提供一种包括本发明的抽头变换器并且具有其优点的变压器。该变压器 包括两个绕组，其中之一为调节绕组；以及抽头变换器，布置成选择该调节绕组的抽头级 别。本发明也提供一种用于测量本发明的抽头变换器中的触点序列的测量设备。该测 量设备包括设有测量触点的测量探针，这些测量触点被适配用于配合连接到布置于抽头变 换器的轴内部的至少一个接触器件。本发明提供一种抽头变换器和可以用来监视所有单个开关的运转的方法。该方法 可以在制造和安装期间加以使用以及用于控制抽头变换器在它的整个寿命期间的功能和 维护。—般而言，除非这里另有明确定义，否则权利要求书中使用的所有术语将根据它 们在技术领域中的普通含义来理解。除非另有明确声明，否则对“一个/ 一种/该/所述单 元、设备、部件、装置、步骤等”的所有引用将开放式地解释为指代该单元、设备、部件、装置、 步骤等的至少一个实例。除非明确声明，否则无需以公开的准确顺序进行这里公开的任何 方法的步骤。
图1图示了抽头变换器。图2图示了图1的抽头变换器的顶部部分。图3图示了抽头变换器的电路图。图4图示了连接到测量设备的抽头变换器的电路图。图5图示了用于连接到抽头变换器的测量设备的例子。图6图示了用于图4中测量的抽头变换器的典型切换时段。图7图示了根据本发明的测量方法。图8图示了包括具有盖子的抽头变换器的变压器。
具体实施例方式图1图示了用于安装于变压器中并且连接到变压器调节绕组的圆柱形抽头变换 器4。抽头变换器4包括外圆柱体1，该外圆柱体包围内轴2。轴2可旋转地布置于圆柱体 1内。抽头变换器4适合于三相，并且具有用于三相100-102中各相的端子布置100-102， 该端子布置在圆柱体2的三个级别100-102顺着圆周布置于三个高度。各级别包括在圆柱 体2的外侧上的多个间隔开的端子110-139，这些端子用于提供与变压器的各调节绕组(未 示出)的多个不同抽头的连接。该示了抽头变换器4针对各相具有十个端子110-139， 其中的六个端子110-139在图中可见，其余四个布置于圆柱体的隐藏侧上。在圆柱体周围 的各端子110-139提供与圆柱体2内部的对应固定触点(在图2中为3个)的电连接。这 些固定触点向内面向在圆柱体1的中心的轴2。轴2又设有向外面向圆柱体1的固定触点 的触点布置103-105。轴2包括三个这样的触点布置103-105，每相一个触点布置。触点布置103-105包括附着到轴2并且在旋转轴2时可移动以与圆柱体1的固定触点接触的 机械触点，从而可以通过旋转轴2来选择用于各相的特定抽头110-139，使得轴的各触点布 置103-105与圆柱体1中用于各相的对应固定触点配合接触。触点布置103-105适当地也 包括与机械触点串联的真空断路器(在图3中为33、36)。在图3和图4的附图中，图示了 在轴与圆柱体之间布置的机械触点(在32、35)和真空断路器(在33、36)。这些触点布置 103-105借助相应线缆106-108连接到布置于轴2内部的接触器件140-142，即轴为空心并 且在它的内部具有接触器件140-142，每相一个这样的接触器件。将各接触器件140-1 42图示为包括三个触点，并且优选各线缆106-108包括电连 接到触点布置103-105中的三个不同测量点的三个导线。在图3和图4中进一步图示了这 些测量点(A，B，C)。三个接触器件140-142中的各接触器件包括三个测量触点140A-C，并且 这些测量触点140A-C被适配和布置用于提供与图5中所示测量设备的电连接。出于这一目 的，测量设备包括具有三组测量触点52a-c的杆51，该杆被布置成以与接触器件140-142间 隔开的距离相同的距离而间隔开。在图1中在抽头变换器4的右侧上提供接触器件140-142 的三个测量接触表面140A-C的放大图。所示抽头变换器4也包括预选器20，但是本发明可以用于未包括预选器的抽头变 换器中。图2图示了图1的抽头变换器4的顶端，该图示出了圆柱体1具有可旋转地布置 于内部的轴2和在圆柱体的顶部上的盖19。图示了触点布置103-105的机械触点32与固 定触点3配合接触，该固定触点布置于圆柱体1的内部侧上并且提供与圆柱体1的外侧上 的抽头端子110的连接。盖具有用于让测量器件(比如图5中的杆51)进入的可密封开口 9，这些测量器件包括用于与轴的内部测量触点(在图1中为140a-c)连接的测量触点(在 图5中为52)。可以将盖提供为在使用变压器期间封闭进入轴中的进入开口的可移除盖。 在测量抽头变换器4及其触点103-105的性能时，移除盖子从而为测量设备提供至轴内部 的测量触点140-142的入口。这一入口可以提供给仍然在变压器内部的抽头变换器4，从而 在进行测量时段时无需从该变压器提起和移除抽头变换器4。图3图示了适合于用于各相的轴的触点布置103-105的触点电路31，这些触点布 置103-105在调节绕组的抽头η处连接到圆柱体的固定触点3。因此，触点电路31是轴2 的可移动触点103-105的例子。触点电路31包括适配成与圆柱体的对应固定触点(3)配 合接触的两个机械触点32、35。机械触点32、35布置于两个并联支路中，以便连接到图示为 η和η+1的抽头级别的固定触点。机械触点35之一与真空断路器开关36串联连接，而另一 机械触点32与第二真空断路器33和电阻器34串联连接。在可移动触点31从第一抽头η 和圆柱体的第一固定触点移向第二抽头η+1时，移动包括电阻器34和真空断路器33的支 路，以与抽头η+1的第二固定触点接触。电阻器34进行动作以保护抽头变换器4免受由于 连接到两个抽头(η，η+1)所致的循环电流。轴也被适当地布置成使它可以从抽头η+1向后 旋转到第一抽头η，在该情况下包括电阻器34的支路最后从第二抽头η+1移动，并且电阻器 34在这一情况下也将保护触点电路31免受循环电流。可移动触点31在电路的两个支路中设有测量点Α、B、C，用于测量触点32、33、35、 36的性能。在第一机械触点35与第一真空断路器36之间(即在从第一支路的第一机械触 点35到第一真空断路器开关36的连接中)提供第一测量点Α。在第二机械触点32与第二真空断路器33之间(即在从第二支路的第二机械触点32到第二真空断路器开关33的连 接中)提供第二和第三测量点B、C。在保护电阻器34的相应侧上提供这些测量点。在第 二真空断路器33与电阻器34之间提供第二测量点B。在第二机械触点32与电阻器34之 间提供第三测量点C。图4图示了测量器件37、38，其连接到轴的可移动触点31的测量点A、B、C。在第 二测量点B与第三测量点C之间并且与电阻器34并联连接第一测量器件37。第二测量器 件连接于两个支路之间，即，连接在第一支路中的第一测量点A与第二支路的第二测量点B 之间)。各测量器件包括DC电流源和随时间记录电压的电压计。取而代之，在A与B之间 和在B与C之间的电流和电压由电压计和安培计测量，并且确定电路的触点电阻以及在打 开和闭合触点时的电阻变化。这些测量结果可以用来确定各触点的状态(例如闭合的触点 为电平1而打开的触点为电平0)，并且可以如图6中所示随时间加以呈现。图5图示了用于进行抽头变换器4的触点的性能测量的测量设备50的例子。测 量设备50包括在触点序列测量期间布置于抽头变换器以外的测量仪器(37，38，54，55)以 及用于将仪器连接到抽头变换器的轴中的测量接触器件140-142的装置51、52，比如具有 测量触点52A-C的伸长杆51。连接装置51、52被适配用于经过抽头变换器的可密封开口 (在图2中为9)插入到轴(2)中。测量设备包括形式为杆51的测量探针51。测量探针51 具有与布置于轴2内部的接触器件140-142 (在图1中)的测量触点对应的多个测量触点 52。该测量探针具有第一组测量触点52a、第二组测量触点52b和第三组测量触点52c，其 中各个组52a-c包括用于与轴的各接触器件140-142的三个触点140A-C中的相应触点连 接的第一、第二和第三触点。由此，各组的三个触点可以连接到可移动触点31的测量点A、 B、C。在进行测量并且已经移除盖子(图2的9)时，已经插入测量探针51，正是共计九个 的这些测量触点52a_c连接到轴的九个对应测量触点140a_c，这些测量触点140a_c借助三 个线缆106-108连接到轴2的可移动触点103-105,31。测量设备包括控制器或者控制单元 54，该控制器或者控制单元具有用于向操作者提供结果的显示器55。控制器通过线缆53连 接到杆51，该线缆包括一个单独的线缆，用于测量探针51所适配的抽头变换器的各测量点 A-C。控制器54包括通过线缆53、探针51和测量触点52连接到测量点A-C的测量计和DC 源37、38。控制器54在测量触点序列期间布置于变压器以外。控制器54被适当地适配成 控制测量并且为操作者确定结果。作为单个控制单元54的一种替代，具有用户接口(包括显示器55)的计算机可以 用通信方式来连接以控制包括测量仪器(例如DC源和电阻计或者例如DC源以及电压计和 电流计)的测量单元。图6图示了抽头变换器4在可移动触点12、31从调节绕组的第一抽头(n)移向变 压器的第二抽头(n+1)时的典型切换序列。可移动触点31的电阻器支路，即具有第二机械 触点32和第二真空断路器33的支路，先移向第二抽头。通过在另一支路之前旋转具有电 阻器支路的轴2来提供该移动。在第二机械触点32已经从抽头n断开时，打开这一支路的 真空断路器33。随后，第二机械触点32与第二抽头(n+1)配合，并且随后闭合第二真空断 路器33。然后在机械触点35从第一抽头离开和断开之前打开第一真空断路器36。第一机 械触点35随轴旋转，并且与第二抽头的固定触点相接，此后暂停轴的旋转。直到机械触点 35已经连接到第二抽头(n+1)才重新连接第一真空断路器36。
图7是用于在切换期间测量抽头变换器的触点性能的方法。该方法从安装阶段开 始，其中将测量设备连接到抽头变换器。该安装包括将测量探针51定位于抽头变换器的轴 2内部，而抽头变换器4在变压器18内部就位，从而测量探针放置于变压器内部。首先在步 骤71中打开抽头变换器的盖子。其次在步骤72中将测量探针插入到开口中。然后在步骤 73中使测量触点140a-C、52a-C与各其它52a-C、140a-C接触，即探针51的测量触点52a_c 与轴的对应测量触点140a-c配合。因此，安装阶段借助于将具有测量触点52a_c的测量探 针51放置于变压器18内部来提供测量设备37、38、54、55与触点电路中的测量点A、B、C之 间的电连接。
在已经完成安装时开始测量阶段。测量阶段包括进行触点序列，在该序列期间触 点32、33、35、36的性能由测量设备37、38、54、55监视。在步骤74中在测量点之间施加DC 电流。就比如图3和图4中所示接触器件31而言，这包括分别在测量点A与B之间和在测 量点B与C之间施加DC，即在两个支路之间施加第一电流而与电阻器34并联施加第二电 流。然后启动(步骤75)并且随后进行电测量。监视测量点A与B之间以及测量点B与C 之间的电压和电流(步骤76)并且确定结果(步骤77)。在这一测量期间，在步骤76中连 接和断开抽头变换器的轴2的可移动触点103-105、31的两个支路的四个触点32、33、35、36 并且控制器54监视电压电平。结果适当地呈现于测量设备的显示器55上。在已经完成测量阶段时，该方法包括移除阶段，其中从变压器移除测量设备。测量 结束，并且移除阶段始于从测量触点140-142A-C断开测量触点52a-c (步骤78)，从变压器 (即抽头变换器的轴的内部)移除探针(步骤79)，并且关闭盖子(步骤80)。图8图示了变压器18，包括具有盖子的抽头变换器19。变压器18包括三个初级 侧端子16和三个次级侧端子17。抽头变换器19被布置成改变初级端子16与次级端子17 之间的电压转换。抽头变换器19具有盖子9，该盖子覆盖至它的轴的入口，在该轴中，提供 多个测量触点(在图1中为140a-C、141a-C、142a-C)，这些触点连接到布置于轴以外和变压 器内部的触点电路中的测量点A、B、C。通过在抽头变换器的轴内部的测量点的布置，简化 触点序列测量。抽头变换器19在触点序列的整个测量期间(即从安装测量设备到移除它 们)保持与变压器18内部。抽头变换器的圆柱体由液体隔离介质(比如油)适当地密封 和填充。变压器18在抽头变换器以外也容纳液体隔离介质(比如油)，并且变压器的油与 抽头变换器的油隔开密封。
权利要求
一种用于变压器的抽头变换器(4)，包括圆柱体(1)和可旋转地布置于所述圆柱体(1)内部的轴(2)，所述圆柱体(1)设有固定触点(3)，所述轴具有面向所述圆柱体并且包括机械触点(32，35)的触点电路，所述机械触点(32，35)被适配成在所述轴(2)旋转时与所述圆柱体(1)的所述固定触点(3)有选择地配合，所述触点电路(31)也包括用于测量所述触点电路(31)的功能的至少两个测量点(A-C)，其特征在于包括与所述触点电路中的相应测量点(A，B，C)电连接的至少一个测量接触器件(140-142)，所述测量接触器件(140-142)布置于所述轴(2)内部。
2.根据权利要求1所述的抽头变换器(4)，其中所述测量接触器件(140-142)包括至 少两个单独接触表面(140A-C)，并且所述触点电路(31)包括两个测量点(A-C)，其中各所 述接触表面(140A-C)连接到所述测量点(A-C)中的相应测量点。
3.根据权利要求1所述的抽头变换器(4)，包括三个测量接触器件(140-142)和三个 触点电路(31，103-105)，其中各所述接触器件(140-142)布置于所述轴(2)内部并且连接 到所述三个触点电路(31,103-105)中的相应触点电路。
4.根据权利要求3所述的抽头变换器(4)，各测量接触器件(140-142)包括三个单独 接触表面(140A-C)，并且所述触点电路(31)包括三个测量点(A-C)，其中各所述接触表面 (140A-C)连接到所述测量点(A-C)中的相应测量点。
5.根据权利要求2-4中的任一权利要求所述的抽头变换器(4)，包括多个导线 (106-108 A-C)，各导线布置于相应测量点(A-C)与接触表面(140A-C)之间，并且从所述轴(2)以外向所述轴(2)内部的所述接触表面(140A-C)中的相应接触表面延伸。
6.根据任一前述权利要求所述的抽头变换器，具有盖(19)和布置于所述盖(19)中的 可密封开口(9)，所述可密封开口(9)被布置成提供用于进入所述轴(2)。
7.根据任一前述权利要求所述的抽头变换器，其中所述触点电路(31)包括两个支路， 第一支路包括第一机械触点(32)、第一真空断路器(33)和保护电阻器(34)，第二支路包括 第二机械触点(35)和第二真空断路器(36)。
8.一种变压器(18)，包括两个绕组，所述绕组之一是调节绕组；以及抽头变换器，布 置成选择所述调节绕组的抽头级别，其中所述抽头变换器根据任一前述权利要求提供。
9.一种测量设备(50)，用于测量根据权利要求1至7中的任一权利要求所述的抽头变 换器(4)中的触点序列，所述测量设备(50)包括具有测量触点(52a-c)的测量探针(51)， 所述测量触点被适配用于连接到布置于所述抽头变换器的所述轴(2)内部的至少一个接 触器件(140-142)。
10.一种用于测量变压器(18)中的抽头变换器(4)的触点序列的方法，所述抽头变换 器(4)布置于所述变压器(18)内部并且包括圆柱体(1)和可旋转地布置于所述圆柱体(1) 内部的轴(2)，所述圆柱体(1)设有固定触点(3)，所述轴(2)设有包括机械触点(32，35) 的触点电路(31)，所述机械触点面向所述圆柱体(1)并且适配成在所述轴(2)旋转时与所 述圆柱体的所述固定触点(3)有选择地配合，其中测量接触器件(140-142)布置于所述轴 ⑵内部，所述接触器件(140-142)电连接到所述触点电路(31)的测量点(A-C)，所述方法 包括打开和闭合所述触点电路(31)的所述触点(32，33，35，36)并且借助测量设备(50)测 量在打开和闭合所述触点期间的电变化的步骤(76)，并且所述方法的特征在于将设有测量 触点(52A-C)的测量探针(51)插入到所述抽头变换器的所述轴(2)中。
11.根据权利要求10所述的测量方法，其中在所述抽头变换器位于所述变压器(18)内 部的情况下执行插入所述测量探针的步骤。
12.根据权利要求10或者11所述的测量方法，包括将所述测量触点(52A-C)与所述 接触器件(140-142)连接的步骤，所述连接步骤在将所述测量探针(51)插入到所述轴(2) 中之后执行。
13.根据权利要求10至12中的任一权利要求所述的测量方法，包括从所述轴移除 (78)所述测量探针(51)的步骤，该步骤包括从所述变压器移除所述测量探针(51)，所述步 骤(78)在所述打开、闭合和测量的步骤(76)之后执行。
14.根据权利要求13所述的测量方法，包括在所述移除(78)所述测量探针(51)的步 骤之后封闭(80)所述抽头变换器的步骤。
全文摘要
提供一种抽头变换器、用于测量抽头变换器的触点序列的方法、一种变压器和一种测量设备。抽头变换器包括圆柱体和可旋转地布置于圆柱体内部的轴，该圆柱体具有固定触点，该轴具有面向圆柱体并且包括机械触点的触点电路，这些机械触点被适配成在轴旋转时与圆柱体的固定触点有选择地配合，触点电路也包括用于测量触点电路的功能的至少两个测量点。抽头变换器包括电连接到触点电路中的相应测量点的至少一个测量接触器件，并且该测量接触器件布置于轴内部。这有助于接近抽头变换器的测量点。
文档编号H01F29/02GK101866740SQ20101016744
公开日2010年10月20日 申请日期2010年4月19日 优先权日2009年4月20日
发明者J·科姆皮, L·鲁恩 申请人:Abb技术有限公司