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35kV48级线端调压组合式有载分接开关
jiang_0514 发表于 2009/8/24 9:30:52 808 查看 0 回复 [上一主题] [下一主题]
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35kV48级线端调压组合式有载分接开关
1 前言
自德国BernhardJansen博士于1926年发明的电阻过渡、快速切换方式的有载调压分接开关专有技术以来，有载分接开关在世界各国大量采用。SYXZ-200型开关是我国二十世纪五、六十年代的仿苏产品，迄今为止积累了几十年的制造经验和运行经验。
市场上现有的SYXZ-200型开关多数为中性点调压且级数不超过27级，但随着电化学工业生产的发展，线端调压且级数多的开关的需求量再不断增加。
然而，如果按照SYXZ-400型开关结构模式设计制造48级线端调压有载分接开关会引起其外径尺寸与高度尺寸有所增大，相对来说也就提高了造价。
那么能否不增加外径尺寸与高度尺寸，实现其48级线端调压？
2 现有的组合式有载分接开关状况
二十世纪八十年代初期吴江开关厂（吴江远洋电气有限公司）分别从沈阳、常州变压器厂引进SYXZ-400型开关与SYXZ-200型开关进行规模化生产。这两种开关的主传动系统均采用中部出轴结构，从变压器安装分为箱顶式（连箱盖）和钟罩式（不连箱盖）两种结构。其安装结构都必须依赖变压器箱盖上所焊的升高座进行密封，其密封结构的密封效果不是很理想。箱顶式的SYXZ-400型开关与SYXZ-200型开关分别采用一个φ660*60/φ510*48（以下尺寸单位均为毫米，mm）的法兰吊装于升高座的下平面，其平面密封和径向密封对于实际使用既不方便又不易观测到具体渗漏部位。
SYXZ-400型开关属于埋入型四电阻过渡的组合式有载分接开关，SYXZ-200型开关属于埋入型双电阻过渡的组合式有载分接开关。这两种开关均由切换开关和分接选择器组成，并由安装在变压器箱上的电动机构操作。其变换操作为分接选择器的单双数动触头轮流交替选择分接头同切换开关相结合。分接选择器与切换开关配合使用可达到调压的目的，而且这种采用先选择抽头电压后切换电流的有载调压方式为最理想及最安全可靠。
这两种开关的切换开关的快速机构位于油室底部法兰的下方—处于整个开关的中部,而主传动轴系统取决于切换快速机构的方位,所以原设计结构为中部出轴是顺其自然的缘故。其切换开关芯体采用了三个铜花兰，中性点自然导通，所以这两种开关为中性点调压。而实现D联结可参阅本人发表在《变压器》杂志2003第3期的一篇论文，简单而言就是将三个铜花兰做成绝缘花兰。所以将这两种开关设计制造成线端调压是不难做到的。
3 两种结构模式设计制造的方案比较
在实际使用中以及相关的试验数据证明四电阻过渡的效果不如双电阻过渡的效果，而且48级开关所处工作环境相对差一些，调档相当频繁，所以按照SYXZ-400型开关结构模式由沈阳变压器厂设计制造的48级开关正是遵循了这一规则。其特殊的48级调压线路有别于国外多级调开关所采用的调压线路，它能实现粗细调、正反调相互结合，是属于值得推广的省电节能型48级开关。
设计48级粗细调、正反调用的开关应遵循以下规律：
（1） SYXZ-400型开关结构模式的油室为φ500/φ524*900，左右并列双轴制结构的分接选择器带电外径φ785，安装高度为2140。
（2） SYXZ-200型开关结构模式的油室为φ400/φ420*610，左右并列双轴制结构的分接选择器带电外径φ680，安装高度为1887。
（3） 细调选择器（细调绕组）为8级，其槽轮机构采用8等分标准槽轮机构。
（4） 粗调选择器（粗调绕组）为6级，其槽轮机构采用8等分标准槽轮机构或10等分标准槽轮机构。
（5） 主传动轴系统为顶部出轴结构的48级开关箱顶式安装结构所设计的焊接式头部法兰，要注意头部法兰与油室底法兰之间的位置关系,还可方便地在头部法兰上的角尺齿轮盒旁增设位置指示机构，解决长期以来开关本体无位置指示的问题，同时也提高了开关的安全操作性。
（6） 主传动轴系统为中部出轴结构的48级开关箱顶式安装结构仍可沿用老结构。
（7） 切换开关采用双电阻过渡，额定电流200A为一组工作触头，额定电流400A为二组工作触头，额定电流600A为三组工作触头。
（8） 线端调压的切换开关要注意所采用的绝缘工艺及措施得当。
（9） 所配的电动机构必须做到逐级调档，无滑档连动现象，便于检修。
4 两种结构模式设计制造的方案实施和讨论
目前市场上有沈阳产的SYTZ15/600-48与吴江产SYTZ35/400-48两种48级粗细调、正反调相结合的开关。其中吴江产SYTZ35/400-48是本人按照SYXZ-200型开关结构模式而设计的，而且所设计的开关没有采用行星齿轮而是采用滚珠滑块机构完成滚转式切换，其切换开关通过几组工作触头的并联使开关额定电流分别达到400A、600A、800A，分接选择器的触头系统采用耳板式或宽板式定触头与几组条形动触头相结合的形式使额定电流达到800A，在调压级数上，不仅线性调能达到40级，而且粗细调能达到108级，完全拓宽了其应用领域。这些产品分别配套于湘潭华夏特种变压器公司、张家港市五洲变压器公司、邯郸变压器厂、保定华北电力变压器厂等多家变压器厂的特种变压器上。同时由于主传动轴系统为顶部出轴结构，而ABB公司生产的UCGRN系列开关与MR公司生产G型开关等都是顶部出轴结构，所以得到了用户一定的好评。
沈阳产的SYTZ15/600-48是当时全国首家生产，它是按照SYXZ-400型开关结构模式而设计的，由于主传动轴系统仍为中部出轴结构，所以结构也相对比较成熟。图1为沈阳产的SYTZ15/600-48分接选择器的分布图，图2为吴江产SYTZ35/400-48分接选择器的分布图。两者均以8位置标准选择器结构为基础，采用左右并列双轴制结构，粗调选择器（粗调绕组）为6级，细调选择器（细调绕组）为8级，且槽轮机构均采用8等分标准槽轮机构。为使粗调选择器与细调选择器之间的定触头不互相干涉，必须将细调选择器的定触头设计成宽板式，也就是把细调选择器设计为五根绝缘条架以及把粗调选择器设计为七根绝缘条架。
图1 为沈阳产的48级分接选择器的分布图
图2 为吴江产48级分接选择8器的分布图
5 SYTZ35/400-48的特点
吴江产SYTZ35/400-48是本人根据用户需求，在久经运行可靠性考验的结构基础上研发的具有自主知识产权的产品，具有独到的创新性和实用性，图3为35KV中性点调压的SYXZ35/400-48的相片，其安装高度为1827。
（1） SYTZ35/400-48是从SYXZ-200型开关演化而成的。这种演化的突出效果就是只将部分图纸稍作改变，极少零件有所加长或加强。在其它一切生产流程以及采购外协、工装设备皆无较大变化情况下，就可完成一次新产品的制造全过程，因此售价合理偏低。
（2） SYTZ35/400-48头部法兰一侧的出轴孔安装了一个角尺齿轮盒，而个角尺齿轮盒的一头通过绝缘轴垂直引入到开关本体中部，另一头设计位置指示机构，可确保档位正确无误，进行维护和检修非常方便。
（3） SYTZ35/400-48切换开关油室上出线桩头的最大带电外界尺寸为φ520，考虑到与V型开关的互换性，所以确定变压器箱盖的开孔为φ570且头部法兰外径为φ660。
（4） SYTZ35/400-48分接选择器的粗调选择器为6级，其槽轮机构可不采用8等分标准槽轮机构而采用10等分标准槽轮机构，可避免与细调选择器的定触头在平面分布位置互相干涉，从而拉开两者之间的绝缘距离。
（5） SYTZ35/400-48粗调选择器上可设置机械限位，此机械限位就是开关本体的机械限位，从而确保操作安全。
（6） SYTZ35/400-48可派生得到级数超过48级的多级粗细调开关，就目前而言能达到108级左右。
（7） SYTZ35/400-48所配的电动机构的档位指示采用指针式，两个电气限位开关易于调节，控制升降程序的两个凸轮不需调整维护，手柄摇两圈就可手动操作，非常方便。
（8） SYTZ35/400-48为产品分体包装运输，其切换开关利用头部法兰先固定在变压器箱盖上，然后分接选择器与切换开关对接，所以分接选择器的最大带电外径不会影响变压器箱盖的开孔φ570，头部法兰外径仍然为φ660。
参考文献
[1]王文铮，有载分接开关设计的一些体会（上、中、下）[J]，变压器。1978．15（3）：1—18、（4）：11—19、（5）：1—6
[2]张德明，有载分接开关[J]，变压器。1998．35（1）：41—43、（2）：41—45、（3）：42—43。