一种多档组合无励磁分接开关的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种多档组合无励磁分接开关，包括顶板、底板、支撑柱、旋转主轴、三相动触头安装件、三相定触头安装件和电动机；所述旋转主轴和所述支撑柱竖直设于所述顶板和所述底板之间；所述定触头安装件垂直设于所述支撑柱上；所述动触头安装件垂直设于所述旋转主轴上；所述电动机设于所述顶板上。这种分接开关提高了现场工作效率，确保了接线的准确性，实现了低电压穿越检测试验的自动化。
【专利说明】一种多档组合无励磁分接开关
【技术领域】
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[0001]本实用新型涉及一种无励磁分接开关，具体讲涉及一种适用于高海拔光伏电站低电压穿越检测装置的多档组合无励磁分接开关。
【背景技术】
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[0002]光伏产业的发展，特别在地区，地域广袤区域，日照资源丰富，光伏产业发展迅猛，光伏发电在电网中所占比例不断增大。
[0003]电网发生故障导致电压跌落时，大容量光伏并网发电站若不具备低电压穿越(LowVoltage Ride Through, LVRT)能力，将不利于电力系统稳定性的恢复。因此,我国先后颁布了国家电网企标Q/GDW617-2011《光伏电站接入电网技术规定》、国标GB/T19964-2012《光伏发电站接入电力系统技术规定》以及行业标准NB/T 32005-2013《光伏发电站低电压穿越检测技术规程》。
[0004]国标GB/T19964-2012中要求大功率光伏并网逆变器必须具有低电压穿越能力，其并网必须满足相应的技术标准，只有当电网电压跌落低于规定曲线以后才允许光伏逆变器脱网，同时当电压在凹陷部分时，逆变器应提供无功功率。
[0005]低电压穿越检测试验可以采用阻抗分压形式模拟电网不同深度的电压跌落，阻抗分压是指电抗器对电网侧分压，通过调整电抗器参数来控制电压跌落深度，模拟电网故障现象。
[0006]传统的光伏电站低电压穿越检测装置采用多抽头电抗器实现不同跌落深度的自由切换，但是在切换过程中必须进行手工接线，且每次接线时要断开光伏逆变器，采用手工接线不仅工作量非常大，而且容易出现接线错误，造成事故。
[0007]因此需要提供一种无励磁分接开关技术，使电抗器各抽头组合自动调节，确保接线的准确性和安全性。
实用新型内容:
[0008]为了克服现有技术中所存在的上述不足，本实用新型提供一种多档组合无励磁分接开关。
[0009]本实用新型提供的技术方案是:一种多档组合无励磁分接开关，包括顶板、底板、支撑柱、旋转主轴、三相动触头安装件、三相定触头安装件和电动机；其改进之处在于:所述旋转主轴和所述支撑柱竖直设于所述顶板和所述底板之间；所述定触头安装件垂直设于所述支撑柱上；所述动触头安装件垂直设于所述旋转主轴上；所述电动机设于所述顶板上。
[0010]优选的，每相定触头安装件包括设于同一水平面上的、开口相对的圆弧形短路电抗定触头安装件和限流电抗定触头安装件、以及设于所述短路电抗定触头安装件和所述限流电抗定触头安装件之间的跌落点定触头安装件。
[0011]优选的，所述跌落点定触头安装件包括位于同一水平圆环上的四个等距离设置的圆弧形子安装件，其中两个子安装件分别位于所述短路电抗定触头安装件圆心和所述限流电抗定触头安装件圆心的连线上，所述两个子安装件分别与所述短路电抗定触头安装件圆心和所述限流电抗定触头安装件圆心之间的距离相等。
[0012]进一步，所述子安装件包括圆弧形环氧玻璃丝固定件和安装在所述固定件中部的镀锌铜触头。
[0013]进一步，每相动触头安装件包括短路电抗动触头安装件、限流电抗动触头安装件和跌落点动触头安装件；所述短路电抗动触头安装件、所述限流电抗动触头安装件和所述跌落点动触头安装件分别与短路电抗定触头安装件、限流电抗定触头安装件和跌落点定触头安装件活动连接且处于同一水平面上。
[0014]进一步，所述短路电抗定触头安装件和所述限流电抗定触头安装件包括圆弧形环氧玻璃丝固定件和等距离安装在所述固定件上的镀锌铜触头。
[0015]进一步，所述固定件上设有四个镀锌铜触头，相邻镀锌铜触头之间呈45度圆弧。
[0016]进一步，所述短路电抗动触头安装件和所述限流电抗动触头安装件包括杆状的铝合金机械臂和设于所述机械臂一端的镀锌铜触头。
[0017]进一步，所述短路电抗动触头安装件的机械臂设有镀锌铜触头的一端与短路电抗定触头安装件活动连接，另一端与安装在所述短路电抗定触头安装件轴心上的旋转主轴垂直固定；
[0018]所述限流电抗动触头安装件的机械臂设有镀锌铜触头的一端与限流电抗定触头安装件活动连接，另一端与安装在所述限流电抗定触头安装件轴心上的旋转主轴垂直固定。
[0019]进一步，所述跌落点动触头安装件包括环氧玻璃丝杆和同一水平面上垂直固定所述环氧玻璃丝杆两端的铝合金机械臂，所述环氧玻璃丝杆的中部与旋转主轴固定。
[0020]进一步，所述机械臂的中部与所述环氧玻璃丝杆固定，所述机械臂的两端设有镀锌铜触头，所述机械臂的长度等于同一圆环上的相邻子安装件上镀锌铜触头之间的距离。
[0021]进一步，所述两个子安装件分别对应与同一水平面上的连接所述短路电抗定触头安装件的机械臂和连接所述限流电抗定触头安装件的机械臂电气连接。
[0022]优选的，所述旋转主轴采用环氧玻璃丝制成，其一端与所述电动机连接，另一端与所述底板连接。
[0023]优选的，所述电动机外部安装有防护罩。
[0024]进一步，所述旋转主轴和所述机械臂之间安装有斜梁，所述斜梁与所述旋转主轴和所述机械臂形成三角架。
[0025]与最接近的现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果:
[0026]本实用新型提供的无励磁分接开关大大减小了接线时的劳动量，避免了错误接线的发生，提高了现场试验时的工作效率，保证了试验人员的安全。
【专利附图】
【附图说明】
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[0027]图1为分接开关的主视图；
[0028]图2为分接开关的俯视图；
[0029]图3为分接开关与电抗器连接的电气原理图；
[0030]图4为分接开关控制盒的正面示意图；
[0031]图5为分接开关控制盒的反面示意图；
[0032]其中，1-顶板；2_底板；3_支撑杆；4_机械臂；5_斜梁；6_电动机；7_电动机保护罩；8-触头；9_旋转主轴，10-短路电抗定触头安装件；11-限流电抗定触头安装件，12跌落点定触头安装件的子安装件。
【具体实施方式】
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[0033]为了更好地理解本实用新型，下面结合说明书附图对本实用新型的内容做进一步地说明。
[0034]如图1、图2所示:无励磁分接开关结构中最上面部分为分接开关的电动机，每个旋转主轴配一个独立的电动机，电动机外部加装外护罩，防止风沙及灰尘等落在电动机内部。
[0035]电动机固定在顶层钢板(顶板)上面，顶板拥有足够的强度，保证了电动机不会在工作中发生晃动。电动机通过减速齿轮与旋转主轴啮合，带动旋转主轴旋转实现各个档位的调节。
[0036]旋转主轴与机械臂之间有斜梁连接，形成三个三角架结构，起到了较强的固定作用。分接开关顶板与底板之间有一圈固定定触头安装件的环氧玻璃丝杆，用于支撑整个分接开关的结构框架。底板用于分接开关在集装箱内的安装，同时顶板也需要在集装箱侧壁固定，以确保分接开关在运输过程中不变形或损坏。
[0037]在设计无励磁分接开关时，主要考虑到以下几个方面:
[0038]I)多档组合无励磁分接开关的材质
[0039]多档组合无励磁分接开关除机械臂和触头以外的其他材料均为绝缘材料，绝缘材料均采用环氧玻璃丝材料，绝缘性能好且具有很强的硬度。导电部分机械臂采用铝合金材料，减轻了机械臂的自重，也减小了对电动机扭矩的要求。动触头安装件的机械臂的接触面与定触头安装件的卡槽形触头部分采用镀锌铜材料，减小了接触电阻，使得通流时的发热量少，也避免了铜氧化的问题。机械臂与旋转主轴固定处所用螺钉螺母均采用环氧树脂材料，起到了可靠的绝缘效果。
[0040]2)多档组合无励磁分接开关与电抗器的连接
[0041]如图3所示:S1短路电抗定触头安装件与短路电抗连接，S2限流电抗定触头安装件与限流电抗连接，S3跌落点定触头安装件与跌落点连接，三个不同档位的切换能够实现不同电压等级的跌落。其中S1、S2均有4个不同的档位，S3有两个档位。分接开关不同档位的切换实现了能够自动投入不同的短路电抗和限流电抗。
[0042]3)多档组合无励磁分接开关的载流量
[0043]低电压穿越检测系统短路瞬间会产生大约180A的短路电流，如此大的电流就要求分接开关的接触触点和机械臂能够承受，因此，分接开关采用两片截面积120mm2的镀锌铜片作为机械臂的触头，机械臂则选择截面积为2500mm2的铝质导体，一方面达到了载流量的要求，另外又因为铝的密度较小，机械臂承受自身的重力相对较小，对机械臂本身和旋转主轴都起到了保护的作用。
[0044]4)多档组合无励磁分接开关的电气绝缘距离
[0045]多档组合无励磁分接开关是三相分接开关，对绝缘距离的考虑需要同时考虑相间距离和相对地绝缘距离，本设备用于35kV光伏电站低电压穿越检测，并且使用地点在海拔高度3000米的高原地区，除了考虑35kV电压等级外，还需要考虑海拔高度对绝缘距离的影响，根据相关标准35kV电压在海拔3000米时的空气绝缘标准距离修正为354mm，本发明所用多档位无励磁分接开关相间距离为496mm，相对地绝缘距离542mm，都满足且远大于最低绝缘距离要求。
[0046]5)多档组合无励磁分接开关的档位调节
[0047]多档位无励磁分接开关总共有3组旋转的机械臂，其中第一组和第三组都有四个档位调节，第二组有两个档位调节。在调节档位过程中电动机带动齿轮旋转，通过传动齿轮再带动机械臂主轴旋转，实现各个档位的升降。
[0048]每一组机械臂在升档过程中，都是按照顺时针的方向进行旋转，第一组和第三组的第一档位到第四档位形成180°的平面夹角，机械臂每旋转45°夹角进行一次位置反馈，控制盒输出并显示当前机械臂的位置；
[0049]第二组有两个档位，其动触头安装件成工字形，其中间的支撑横梁为环氧玻璃丝绝缘材料，支撑横梁两端的机械臂为导电材料，机械臂每旋转90°夹角进行一次位置反馈，控制盒输出并显示当前机械臂的位置。
[0050]6)多档组合无励磁分接开关的电动机
[0051]分接开关的电动机采用型号为CMA9、额定功率为400(W)、额定电压为380(V)、频率为50 (Hz)、转速为1400(r/min)、输出力矩为40 (Nm)、防护等级为IP56的电动机。
[0052]7)多档组合无励磁分接开关的安装固定
[0053]多档位无励磁分接开关由于安装在移动的集装箱内，对其固定要求比平常更为严格，再加上分接开关本身重量较大，移动过程中具有较大的惯性，所以在固定过程中对分接开关的前后都采用焊接横梁然后固定在集装箱壁上的固定方法。
[0054]8)多档组合无励磁分接开关的控制
[0055]多档组合无励磁分接开关的电动机与控制盒连接，控制盒实现分接开关的控制，控制盒的正反两面的示意图分别如图5、图6所示:控制盒的操作主要包含升档、降档、停止，还能显示当前机械臂所在档位。控制盒内置芯片采用单片机对电动机进行控制，电动机可将当前机械臂的位置反馈给单片机。
[0056]以上仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在申请待批的本实用新型的权利要求范围之内。
【权利要求】
1.一种多档组合无励磁分接开关，包括顶板、底板、支撑柱、旋转主轴、三相动触头安装件、三相定触头安装件和电动机；其特征在于:所述旋转主轴和所述支撑柱竖直设于所述顶板和所述底板之间；所述定触头安装件垂直设于所述支撑柱上；所述动触头安装件垂直设于所述旋转主轴上；所述电动机设于所述顶板上。
2.如权利要求1所述的一种多档组合无励磁分接开关，其特征在于: 每相定触头安装件包括设于同一水平面上的、开口相对的圆弧形短路电抗定触头安装件和限流电抗定触头安装件、以及设于所述短路电抗定触头安装件和所述限流电抗定触头安装件之间的跌落点定触头安装件。
3.如权利要求2所述的一种多档组合无励磁分接开关，其特征在于: 所述跌落点定触头安装件包括位于同一水平圆环上的四个等距离设置的圆弧形子安装件，其中两个子安装件分别位于所述短路电抗定触头安装件圆心和所述限流电抗定触头安装件圆心的连线上，所述两个子安装件分别与所述短路电抗定触头安装件圆心和所述限流电抗定触头安装件圆心之间的距离相等。
4.如权利要求3所述的一种多档组合无励磁分接开关，其特征在于: 所述子安装件包括圆弧形环氧玻璃丝固定件和安装在所述固定件中部的镀锌铜触头。
5.如权利要求2所述的一种多档组合无励磁分接开关，其特征在于: 每相动触头安装件包括短路电抗动触头安装件、限流电抗动触头安装件和跌落点动触头安装件；所述短路电抗动触头安装件、所述限流电抗动触头安装件和所述跌落点动触头安装件分别与短路电抗定触头安装件、限流电抗定触头安装件和跌落点定触头安装件活动连接且处于同一水平面上。
6.如权利要求5所述的一种多档组合无励磁分接开关，其特征在于: 所述短路电抗定触头安装件和所述限流电抗定触头安装件包括圆弧形环氧玻璃丝固定件和等距离安装在所述固定件上的镀锌铜触头。
7.如权利要求6所述的一种多档组合无励磁分接开关，其特征在于: 所述固定件上设有四个镀锌铜触头，相邻镀锌铜触头之间呈45度圆弧。
8.如权利要求5所述的一种多档组合无励磁分接开关，其特征在于: 所述短路电抗动触头安装件和所述限流电抗动触头安装件包括杆状的铝合金机械臂和设于所述机械臂一端的镀锌铜触头。
9.如权利要求8所述的一种多档组合无励磁分接开关，其特征在于: 所述短路电抗动触头安装件的机械臂设有镀锌铜触头的一端与短路电抗定触头安装件活动连接，另一端与安装在所述短路电抗定触头安装件轴心上的旋转主轴垂直固定； 所述限流电抗动触头安装件的机械臂设有镀锌铜触头的一端与限流电抗定触头安装件活动连接，另一端与安装在所述限流电抗定触头安装件轴心上的旋转主轴垂直固定。
10.如权利要求5所述的一种多档组合无励磁分接开关，其特征在于: 所述跌落点动触头安装件包括环氧玻璃丝杆和同一水平面上垂直固定所述环氧玻璃丝杆两端的铝合金机械臂，所述环氧玻璃丝杆的中部与旋转主轴固定。
11.如权利要求10所述的一种多档组合无励磁分接开关，其特征在于: 所述机械臂的中部与所述环氧玻璃丝杆固定，所述机械臂的两端设有镀锌铜触头，所述机械臂的长度等于同一圆环上的相邻子安装件上镀锌铜触头之间的距离。
12.如权利要求3所述的一种多档组合无励磁分接开关，其特征在于: 所述两个子安装件分别对应与同一水平面上的连接所述短路电抗定触头安装件的机械臂和连接所述限流电抗定触头安装件的机械臂电气连接。
13.如权利要求1所述的一种多档组合无励磁分接开关，其特征在于: 所述旋转主轴采用环氧玻璃丝制成，其一端与所述电动机连接，另一端与所述底板连接。
14.如权利要求1所述的一种多档组合无励磁分接开关，其特征在于: 所述电动机外部安装有防护罩。
15.如权利要求8或10所述的一种多档组合无励磁分接开关，其特征在于: 所述旋转主轴和所述机械臂之间安装有斜梁，所述斜梁与所述旋转主轴和所述机械臂形成三角架。
【文档编号】H01H3/46GK204067093SQ201420415729
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2014年7月25日
【发明者】华光辉, 孔爱良, 王德顺, 俞斌, 张海宁, 孟可风, 赵上林, 刘欢, 张新龙, 姬联涛, 李春来, 杨波, 杨军, 郭智, 杨立滨 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院, 国网青海省电力公司电力科学研究院, 国网河南省电力公司