一种干式有载调容变压器及调容调压变压器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种干式有载调容变压器及调容调压变压器，前者的调容切换机构包括对应于每相高压绕组的各两个高压真空管和对应于每相低压绕组的各三个低压真空管，将所有高压真空管和低压真空管按照开关状态的异同分为大、小容量闭合真空管，及包括分别对应于大、小容量闭合真空管的第一、第二控制件，第一、第二控制件结构相同，且设置方位相反，调容储能机构在释放能量时通过带动第一、第二控制件沿相同方向运动，完成在通过第一控制件改变大容量闭合真空管的开关状态的同时通过第二控制件改变小容量闭合真空管的开关状态的切换动作。本实用新型的变压器具有结构简单且紧凑的优点。
【专利说明】一种干式有载调容变压器及调容调压变压器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及干式变压器【技术领域】，尤其涉及一种干式有载调容变压器及干式有载调容调压变压器。
【背景技术】
[0002]电力系统的节能降损是建设节约型社会的重要组成部分，尤其是配电系统量大面广，其节能降耗问题既关系千家万户的优质用电，又是直接影响供电企业经济效益的重要因素之一。为了实现配电系统的节能降耗，对于季节负荷、昼夜负荷变化较大的用电场合，可以采用调容变压器进行电能分配，以降低轻载损耗，这些用电场合例如是农村、城市商业区、工业开发区、路灯系统等。
[0003]调容变压器具有大小两个容量，其通过高压开关改变高压绕组的连接方式，并通过低压开关改变低压绕组的匝数的方式实现调容的目的。调容变压器的主要结构如图1至图4所示，A相高压绕组连接在A相高压端子PA与连接点X之间，B相高压绕组连接在B相高压端子PB与连接点Y之间，C相高压绕组连接在C相高压端子PC与连接点Z之间，连接点X、Y、Z与中性点O之间各连接一个高压开关Kl，而连接点X与B相高压端子PB之间、连接点Y与C相高压端子PC之间和连接点Z与A相高压端子之间各连接一个高压开关Κ2 ;三相低压绕组分别连接在A相低压端子Pa与中性点ο之间，B相低压端子Pb与中性点ο之间及C相低压端子Pc与中性点ο之间，每相低压绕组由一段线匝L1、二段线匝L2和三段线匝L3绕置而成，并在三段线匝L3与一段线匝LI之间连接低压开关Κ5，在二段线匝L2与中性点ο之间连接有低压开关Κ3，及在二段线匝与一段线匝之间连接有低压开关Κ4。调压变压器的调容原理为:如图1和图3所示，在大容量时，控制高压开关Κ2闭合，高压开关Kl断开使三相高压绕组进行三角形连接，及同时控制低压开关Κ3、Κ5闭合，低压开关Κ4断开使二段线匝L2和三段线匝L3并联后再与一段线匝LI串联；如图2和图4所示，在小容量时，控制高压开关Kl闭合，高压开关Κ2断开使三相高压绕组进行星形连接，及同时控制低压开关Κ4闭合，低压开关Κ3、Κ5断开使一段线匝L1、二段线匝L2和三段线匝L3串联。在将变压器由大容量调为小容量时，要使得低压绕组匝数增加的倍数与高压绕组因进行星形连接而使相电压降低的倍数相当，这样可以保证输出电压不变。
[0004]调容变压器包括无载调容变压器和有载调容变压器，现有的有载调容变压器基本为体积较大的油浸式有载调容变压器，对于体积较小的干式有载调容变压器的研究较少，这主要是由于包括上述高压开关、低压开关及开关控制件在内的现有调容切换机构的结构较为复杂，并设置在一绝缘筒上，导致其无法应用在体积较小的干式有载调容变压器中，进而限制了干式有载调容变压器的发展。
实用新型内容
[0005]本实用新型实施例的目的是提供一种结构简单且紧凑的干式有载调容变压器及干式有载调容调压变压器。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为:一种干式有载调容变压器，包括调容驱动装置、调容传动机构、调容储能机构和调容切换机构，所述调容驱动装置通过所述调容传动机构带动所述调容储能机构储能，所述调容储能机构在释放能量时带动所述调容切换机构完成一次切换动作；所述调容切换机构包括对应于每相高压绕组的各两个高压真空管和对应于每相低压绕组的各三个低压真空管，其中，对应于每相高压绕组的各一个高压真空管和对应于三相低压绕组的各两个低压真空管为开关状态相同的大容量闭合真空管，其余高压真空管和其余低压真空管为开关状态相同的小容量闭合真空管，所述调容切换机构还包括对应于所述大容量闭合真空管的第一控制件和对应于所述小容量闭合真空管的第二控制件，所述第一控制件和所述第二控制件的结构相同，且设置方位相反，所述调容储能机构在释放能量时通过带动所述第一控制件和所述第二控制件沿相同方向运动，完成在通过第一控制件改变大容量闭合真空管的开关状态的同时通过第二控制件改变小容量闭合真空管的开关状态的切换动作。
[0007]优选的是，所述第一控制件为第一凸轮，所述第二控制件为第二凸轮，所述第一凸轮和第二凸轮固定安装在一传动轴上，所述调容储能机构在释放能量时通过带动所述传动轴转动180度，完成在通过第一凸轮改变大容量闭合真空管的开关状态的同时通过第二凸轮改变小容量闭合真空管的开关状态的切换动作。
[0008]优选的是，所述调容切换机构在每个大容量闭合真空管的动触杆与对应的第一凸轮之间，及在每个小容量闭合真空管的动触杆与对应的第二凸轮之间，各设置一根导向杆，所述导向杆与绝缘导向柱沿所述传动轴的径向滑动配合连接，所述绝缘导向柱固定安装在所述变压器的壳体上。
[0009]优选的是，所述第一凸轮与第二凸轮为对称凸轮，所述第一凸轮和第二凸轮的近休端和远休端位于所述第一凸轮与第二凸轮的对称轴上。
[0010]优选的是，所述第一控制件为第一阶梯槽，所述第二控制件为第二阶梯槽，所述大容量闭合真空管的动触杆通过第一滑动块与所述第一阶梯槽滑动配合连接，所述小容量闭合真空管的动触杆通过第二滑动块与所述第二阶梯槽滑动配合连接。
[0011]优选的是，所述第一滑动块和所述第二滑动块为滚轮。
[0012]优选的是，所有第一阶梯槽形成于第一控制板上，所有第二阶梯槽形成于第二控制板上，所述调容储能机构在释放能量时通过带动所述第一控制板和所述第二控制板沿相同方向运动，完成在通过第一阶梯槽改变大容量闭合真空管的开关状态的同时通过第二阶梯槽改变小容量闭合真空管的开关状态的切换动作。
[0013]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种干式有载调容调压变压器，包括调压结构和有载调容结构，所述有载调容结构包括调容驱动装置、调容传动机构、调容储能机构和调容切换机构，所述调容驱动装置通过调容传动机构带动所述调容储能机构储能，所述调容储能机构在释放能量时带动所述调容切换机构完成一次切换动作；所述调容切换机构包括对应于每相高压绕组的各两个高压真空管和对应于每相低压绕组的各三个低压真空管，其中，对应于每相高压绕组的各一个高压真空管和对应于三相低压绕组的各两个低压真空管为开关状态相同的大容量闭合真空管，其余高压真空管和其余低压真空管为开关状态相同的小容量闭合真空管，所述调容切换机构还包括对应于所述大容量闭合真空管的第一控制件和对应于所述小容量闭合真空管的第二控制件，所述第一控制件和所述第二控制件的结构相同，且设置方位相反，所述调容储能机构在释放能量时通过带动所述第一控制件和所述第二控制件沿相同方向运动，完成在通过第一控制件改变大容量闭合真空管的开关状态的同时通过第二控制件改变小容量闭合真空管的开关状态的切换动作。
[0014]优选的是，所述调压结构采用中部调压无励磁分接开关。
[0015]本实用新型的有益效果在于，本实用新型的干式有载调容变压器及有载调容调压变压器采用高压真空管和低压真空管形成调容切换机构，由于真空管是通过控制动触点与静触点的分合实现开关状态的切换，因此按照开关状态的异同对所有真空管进行分组可以简化对开关控制件的设计，这就使得整个调容切换机构具有结构简单且紧凑的优点，进而可以获得结构简单且紧凑的干式有载调容变压器及有载调容调压变压器。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1示出了三相高压绕组对应于大容量的连接结构；
[0017]图2示出了三相高压绕组对应于小容量的连接结构；
[0018]图3示出了三相低压绕组对应于大容量的连接结构；
[0019]图4示出了三相高压绕组对应于小容量的连接结构；
[0020]图5示出了根据本实用新型所述干式有载调容变压器的一种实施方式的结构示意图，其中的调容切换机构的状态与图1和图3的连接结构相对应；
[0021]图6示出了根据本实用新型所述干式有载调容变压器的一种实施方式的结构示意图，其中的调容切换机构的状态与图2和图4的连接结构相对应；
[0022]图7示出了第一凸轮的使高压真空管闭合的闭合位置点；
[0023]图8示出了第一凸轮的使高压真空管分开的分开位置点；
[0024]图9示出了另一种第一控制件的结构示意图；
[0025]图10示出了另一种第二控制件的结构示意图。
[0026]附图标记说明:
[0027]K1、K2:高压开关；Κ3、Κ4、Κ5:低压开关；
[0028]PA:Α相高压端子；PB:Β相高压端子；
[0029]PC:C相高压端子；Pa:A相低压端子；
[0030]Pb:B相低压端子；Pc:C相低压端子；
[0031]X、Y、Z:连接点；0、ο:中性点；
[0032]L1:一段线匝；L2:二段线匝；
[0033]L3:三段线匝；K31、K32:高压真空管；
[0034]K33、K34、K35:低压真空管；1:调容驱动装置；
[0035]2:调各储能机构；3:调各切换机构；
[0036]31:传动轴；321:第一凸轮；
[0037]322:第二凸轮；35:绝缘导向柱；
[0038]36:导向杆；381-第一阶梯槽；
[0039]382-第二阶梯槽；391-第一滑动块；
[0040]392-第二滑动块。
【具体实施方式】
[0041]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
[0042]为了提供一种结构简单且紧凑的干式有载调容变压器，本实用新型提供了一种适用于干式有载调容变压器的调容切换机构，参照图1至图4示出的变压器调容原理，如图5和图6所示，本实用新型的调容切换机构包括对应于每相高压绕组的各两个高压真空管K31、K32和对应于每相低压绕组的各三个低压真空管K33、K34、K35，因此，A、B、C三相高压绕组共设置六个高压真空管，A、B、C三相低压绕组共设置九个低压真空管，其中，对应于每相高压绕组的各一个高压真空管K32(取代图1和图2中的高压开关Κ2的高压真空管)和对应于三相低压绕组的各两个低压真空管Κ33、Κ35(取代图3和图4中的低压开关Κ3、Κ5的低压真空管)为开关状态相同的大容量闭合真空管，其余高压真空管Κ31(取代图1和图2中的高压开关Kl的高压真空管)和其余低压真空管Κ34(取代图3和图4中的低压开关Κ4的低压真空管)为开关状态相同的小容量闭合真空管；该调容切换机构还包括对应于大容量闭合真空管的第一控制件和对应于小容量闭合真空管的第二控制件，由于大容量闭合真空管和小容量闭合真空管的开关状态恰好相反，因此，设计上述第一控制件和第二控制件为相同结构的控制件，但在安装时使二者的设置方位相反，即二者的设置方位相差180度。在此基础上，本实用新型的干式有载调容变压器的动作原理为:在需要进行调容时，控制器控制调容驱动装置I通过调容传动机构(图中未示出)带动调容储能机构2储能，以使调容储能机构2在释放能量时带动第一控制件和第二控制件沿相同方向运动，完成在通过第一控制件改变大容量闭合真空管的开关状态的同时通过第二控制件改变小容量闭合真空管的开关状态的一次切换动作。
[0043]以下参照图5和图6，结合图1至图4说明本实用新型的干式有载调容变压器的调容原理:在小容量变大容量时，通过第一控制件和第二控制件的同步动作，在控制高压开关管Κ32闭合的同时控制高压开关管Κ31断开，以使三相高压绕组由星形连接转换为三角形连接，同时，通过第一控制件和第二控制件的同步动作，在控制低压开关管Κ33、Κ35闭合的同时控制低压开关管Κ34断开，以使低压绕组由一段线匝L1、二段线匝L2和三段线匝L3串联的状态转换为二段线匝L2和三段线匝L3并联后再与一段线匝LI串联的状态。在大容量变小容量时，通过第二控制件和第一控制件的同步动作，在控制高压开关管Κ31闭合的同时控制高压开关管Κ32断开，以使三相高压绕组由三角形连接转换为星形连接，同时，通过第二控制件和第一控制件的同步动作，在控制低压开关管Κ34闭合的同时控制低压开关管Κ33、Κ35端开，以使低压绕组由二段线匝L2和三段线匝L3并联后再与一段线匝LI串联的状态转换为一段线匝L1、二段线匝L2和三段线匝L3串联的状态。
[0044]由于真空管具有承载能力强、开断能力强及使用寿命长的特点，因此，本实用新型的干式有载调容变压器也相应地具有变容可靠及使用寿命长的优点；另外，由于真空管是通过控制动触点与静触点的分合实现开关状态的切换，因此按照开关状态的异同对所有真空管进行分组可以简化对开关控制件的设计，并节省用于布置高、低压开关及对应开关控制件的空间，这就使得整个调容切换机构具有结构简单且紧凑的优点，进而可以设计出满足要求的干式有载调容变压器。
[0045]如图5和图6所示，上述第一控制件可为第一凸轮321，上述第二控制件可为第二凸轮322，第一凸轮321和第二凸轮322具有相同的结构即为具有相同的轮廓曲线，第一凸轮321和第二凸轮322固定安装在一传动轴31上，且设置方位相差180度，调容储能机构在释放能量时通过带动传动轴31转动180度，完成在通过第一凸轮321改变大容量闭合真空管的开关状态的同时通过第二凸轮322改变小容量闭合真空管的开关状态的切换动作。以第一凸轮321为例，如图7所示，传动轴31在转动至使第一凸轮321的距离传动轴31的轴心最远的远休端与高压真空管K31的动触杆对准时，该高压真空管K31的动触点和静触点处于闭合状态；如图8所示，传动轴31在转动至使第一凸轮321的距离传动轴31的轴心最近的近休端(与远休端相差180度)与高压真空管K31的动触杆对准时，该高压真空管K31的动触点和静触点处于分开状态。
[0046]如图7和图8所示，本实用新型的调容切换机构可在每个大容量闭合真空管的动触杆与对应的第一凸轮321之间，及在每个小容量闭合真空管的动触杆与对应的第二凸轮322之间，各设置一根导向杆36，导向杆36与绝缘导向柱35沿传动轴31的径向滑动配合连接，该绝缘导向柱35可固定安装在变压器的壳体上。该种结构有利于通过凸轮对真空管进行精准的控制。
[0047]第一凸轮321与第二凸轮322为对称凸轮，第一凸轮321和第二凸轮322的近休端和远休端位于第一凸轮321与第二凸轮322的对称轴上。在该种结构下，控制器在判断需要进行调容时，只需按照相同的控制方案控制调容驱动装置沿相同的方向运动即可完成每次的容量切换，这可以理解为在每次需要进行调容时，只需传动轴沿相同的方向转动180度即可，无需按照由大容量切换至小容量及由小容量切换至大容量，设置控制传动轴31顺时针转动180度及逆时针转动180度两套控制方案。
[0048]上述第一控制件还可为如图9所示的第一阶梯槽381，对应地，上述第二控制件可为如图10所示的第二阶梯槽382，阶梯槽的高、低台阶面分别对应真空管的闭合、分开状态，大容量闭合真空管的动触杆通过第一滑动块391与第一阶梯槽滑动配合连接，而小容量闭合真空管的动触杆通过第二滑动块392与第二阶梯槽滑动配合连接。这样，调容储能机构在释放能量时通过带动第一阶梯槽381和第二阶梯槽382沿相同方向运动，即可使大容量闭合真空管和小容量闭合真空管完成相反方向的状态切换。
[0049]为了减少真空管动触杆与对应阶梯槽之间的摩擦力，上述第一滑动块391和第二滑动块392可采用滚轮。
[0050]为了使调容切换机构的结构更加紧凑，可使所有第一阶梯槽381形成于第一控制板上，并使所有第二阶梯槽382形成于第二控制板上，这样，调容储能机构在释放能量时通过带动第一控制板和第二控制板沿相同方向运动，即可完成在通过第一阶梯槽381改变大容量闭合真空管的开关状态的同时通过第二阶梯槽382改变小容量闭合真空管的开关状态的切换动作。此时，大容量闭合真空管和小容量闭合真空管只需分两排排列设置即可。
[0051]在上述干式有载调容变压器的基础上增加现有的调压结构即可得到干式有载调容调压变压器，该调压结构例如采用中部调压无励磁分接开关，调压结构通常包括调压驱动装置、调压传动机构、调压储能机构、调压切换开关和分接选择器，在进行调压时，控制器控制调压驱动装置带动调压传动机构动作，调压传动机构在带动分接选择器进行分接选择的同时使调压储能机构进行储能，当分接选择器选择结束后，调压储能机构通过释放能量带动调压切换开关完成分接变换。
[0052]以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种干式有载调容变压器，包括调容驱动装置、调容传动机构、调容储能机构和调容切换机构，所述调容驱动装置通过所述调容传动机构带动所述调容储能机构储能，所述调容储能机构在释放能量时带动所述调容切换机构完成一次切换动作；其特征在于，所述调容切换机构包括对应于每相高压绕组的各两个高压真空管和对应于每相低压绕组的各三个低压真空管，其中，对应于每相高压绕组的各一个高压真空管和对应于三相低压绕组的各两个低压真空管为开关状态相同的大容量闭合真空管，其余高压真空管和其余低压真空管为开关状态相同的小容量闭合真空管，所述调容切换机构还包括对应于所述大容量闭合真空管的第一控制件和对应于所述小容量闭合真空管的第二控制件，所述第一控制件和所述第二控制件的结构相同，且设置方位相反，所述调容储能机构在释放能量时通过带动所述第一控制件和所述第二控制件沿相同方向运动，完成在通过第一控制件改变大容量闭合真空管的开关状态的同时通过第二控制件改变小容量闭合真空管的开关状态的切换动作。
2.根据权利要求1所述的干式有载调容变压器，其特征在于，所述第一控制件为第一凸轮，所述第二控制件为第二凸轮，所述第一凸轮和第二凸轮固定安装在一传动轴上，所述调容储能机构在释放能量时通过带动所述传动轴转动180度，完成在通过第一凸轮改变大容量闭合真空管的开关状态的同时通过第二凸轮改变小容量闭合真空管的开关状态的切换动作。
3.根据权利要求2所述的干式有载调容变压器，其特征在于，所述调容切换机构在每个大容量闭合真空管的动触杆与对应的第一凸轮之间，及在每个小容量闭合真空管的动触杆与对应的第二凸轮之间，各设置一根导向杆，所述导向杆与绝缘导向柱沿所述传动轴的径向滑动配合连接，所述绝缘导向柱固定安装在所述变压器的壳体上。
4.根据权利要求2或3所述的干式有载调容变压器，其特征在于，所述第一凸轮与第二凸轮为对称凸轮，所述第一凸轮和第二凸轮的近休端和远休端位于所述第一凸轮与第二凸轮的对称轴上。
5.根据权利要求1所述的干式有载调容变压器，其特征在于，所述第一控制件为第一阶梯槽，所述第二控制件为第二阶梯槽，所述大容量闭合真空管的动触杆通过第一滑动块与所述第一阶梯槽滑动配合连接，所述小容量闭合真空管的动触杆通过第二滑动块与所述第二阶梯槽滑动配合连接。
6.根据权利要求5所述的干式有载调容变压器，其特征在于，所述第一滑动块和所述第二滑动块为滚轮。
7.根据权利要求5或6所述的干式有载调容变压器，其特征在于，所有第一阶梯槽形成于第一控制板上，所有第二阶梯槽形成于第二控制板上，所述调容储能机构在释放能量时通过带动所述第一控制板和所述第二控制板沿相同方向运动，完成在通过第一阶梯槽改变大容量闭合真空管的开关状态的同时通过第二阶梯槽改变小容量闭合真空管的开关状态的切换动作。
8.一种干式有载调容调压变压器，包括调压结构和有载调容结构，所述有载调容结构包括调容驱动装置、调容传动机构、调容储能机构和调容切换机构，所述调容驱动装置通过调容传动机构带动所述调容储能机构储能，所述调容储能机构在释放能量时带动所述调容切换机构完成一次切换动作；其特征在于，所述调容切换机构包括对应于每相高压绕组的各两个高压真空管和对应于每相低压绕组的各三个低压真空管，其中，对应于每相高压绕组的各一个高压真空管和对应于三相低压绕组的各两个低压真空管为开关状态相同的大容量闭合真空管，其余高压真空管和其余低压真空管为开关状态相同的小容量闭合真空管，所述调容切换机构还包括对应于所述大容量闭合真空管的第一控制件和对应于所述小容量闭合真空管的第二控制件，所述第一控制件和所述第二控制件的结构相同，且设置方位相反，所述调容储能机构在释放能量时通过带动所述第一控制件和所述第二控制件沿相同方向运动，完成在通过第一控制件改变大容量闭合真空管的开关状态的同时通过第二控制件改变小容量闭合真空管的开关状态的切换动作。
9.根据权利要求8所述的干式有载调容调压变压器，其特征在于，所述调压结构采用中部调压无励磁分接开关。
【文档编号】H01F29/04GK204189594SQ201420605927
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月20日 优先权日:2014年10月20日
【发明者】姜景泰 申请人:合肥景喜电气设备有限公司