变压器分接开关控制机构设计计算（方案1-真空管）（本科毕业论文设计）.doc
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变压器分接开关控制机构设计计算（方案1-真空管）（本科毕业论文设计）,1绪论1.1 变压器分接开关控制机构设计计算的意义 从严格意义上来讲，分接开关应称为变压器绕组的抽头变换装置。即在变压器绕组的不同部位设置分接开关，调换分接触头的位置，改变其变压器绕组的匝数，从而达到因负荷变化引起电压波动的调压作用，稳定电网电压。从根...
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变压器分接开关控制机构设计计算（方案1-真空管）（本科毕业论文设计）
1 绪论
1.1 变压器分接开关控制机构设计计算的意义
从严格意义上来讲，分接开关应称为变压器绕组的抽头变换装置。即在变压器绕组的不同部位设置分接开关，调换分接触头的位置，改变其变压器绕组的匝数，从而达到因负荷变化引起电压波动的调压作用，稳定电网电压。从根本上避免“白天烧马达，夜间烧灯泡”的事故，扭转用户“大马拉小车”的做法。
随着国民经济的不断发展和电力系统的不断完善，对电压质量的要求也越来越高，由于发电和耗电不可能平衡，电压的波动变化是不可避免的。为稳定电网的电压质量，最有效的措施是采用分接开关进行电压调节。分接开关作为变压器做重要的组件，它的可靠性直接决定了这个电力系统能否正常安全运行和可靠供电。因此，正确地选好分接开关和用好分接开关是极为重要的。
电力系统中采用分接开关提高电网电压，能挖掘系统中现有的电容器组设备的无功出力。若电网从80%的额定电压升至额定电压运行时，电容器组设备的无功出力增加36%，而发电即变压器采用分接开关升高变比后，使发电机的电动势维持于较高数值，从而提高发电机的有功出力。
在化工、冶金所用的工业变压器（整流变压器和电炉变压器）采用分接开关调压后，不仅可以大大提高产品质量和产量，而且可大量节约用电，收到了显著的经济效果。
总之，分接开关不仅是保证电力系统供电质量必不可少的关键电器设备之一，同时，节能效果十分显著，因此，大力发展分接开关是十分必要的。
我国目前分接开关的使用情况存在问题。目前通用的分接开关是油浸机械式的触头开关，这种分接开关在切换过程中易产生电弧，从而使触头烧坏，因此，他的主要问题是可靠性低，不能频繁操作。
在电力系统中，从10KV到500KV各电压等级的变压器中，90%以上装有分接开关。由于分接开关在使用当中伴随电弧的出现，使得开关触头烧蚀并使作为灭弧介质的油碳化，大大降低了使用寿命。目前，对电压质量虽然要求较高，但由于担心分接开关的过多操作会造成供电可靠性的降低，因此分接开关的作用没有得到充分的发挥。国产分接开关由于工艺技术的原因，机械性能相对较差，在使用当中，时常发生分接头连调情况，虽然近几年经过技术改造，情况有所改善，但分接开关整体问题仍比较多，所以在分接开关领域依然要求我们去努力奋斗。
1.2 国内外的研究现状
二十年代初，日美及欧洲的许多国家开始研制和使用有载分接开关，当时有载分解开关的容量比较小，限流元件有电抗器和电阻两种，其中美国主要以电抗器为主，但随着分接开关的容量增大，使用电抗器已不经济，因而逐渐地被电阻限流的有载分接开关代替。对于有载分接开关，其技术关键在于不中断负荷电流进行切换，串联多触点切换或多限流电阻分流的顺序切换等办法。六十年代初，人们利用真空易于熄弧的原理并将其应用于有载分接开关研究。真空有载分接开关的特点是电寿命长，熄弧能力强，对介质无污染，适合大电流下的切换，触头基本无维护等。进入80年代后，大功率晶闸管不断发展，开始使用晶闸管快速调压设备，并用晶闸管对机械式的有载分接开关进行改造。日本在八十年代初做过类似研究，并和机械式有载分接开关进行比较，认为机械式比晶闸管式的可靠性更高，所以后来此方面研究较少，也许日本的机械工艺较为先进，在有载分接开关的改造方面，与欧美等不同。英国在1990年前后，设计了采用晶闸管的辅助分流的有载分接开关，并不断改进完善。
我国在有载分接开关方面的研究及使用，同国外基本相同。从产品的形式上看，大约经历了如下几个阶段：（1）单一切换器到选择器与切换器联合使用；（2）电抗器作为过渡期限流元件到电阻的应用；（3）单电阻限流到两电阻和四电阻的使用；（4）油熄弧到真空和SF6气体的使用。目前常用的有载分接开关多了充油，多电阻，选择器与切换开关联合使用的结构，对晶闸管式的有载分接开关研究还处于空白。总的来说，市场经济驱使国内的分接开关制造企业加快技术改造与技术创新，分接开关制造水平有了长足的进步。更可喜的是技术创新突破了简单模仿国外同类产品的方式，根据多年的制造经验并结合中国的实际状况，开发一批拥有自主知识产权的新产品。这不仅表现为分接开关性能的提高，更代表了我国分接开关制造业已经不落后于国际先进的水平。
1.3 本论文主要内容及要求
本次课题主要是完成真空管控制机构的设计计算。利用合作单位提供的M型开关的有关图纸资料，学习分接开关的工作原理和结构特点，提出M型分接开关的控制方案及控制机构，完成机构运动简图及运动设计计算，完成装配图和全部零件图。
1） 通过计算选择合适的单向超越离合器。
2） 设计出齿轮齿条机构。
3） 根据合作单位提供的凸轮位移曲线图，设计出凸轮机构。
4） 运用CAD等绘图软件，做出装配图和全部的零件图。
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1 绪论
1.1 变压器分接开关控制机构设计计算的意义
从严格意义上来讲，分接开关应称为变压器绕组的抽头变换装置。即在变压器绕组的不同部位设置分接开关，调换分接触头的位置，改变其变压器绕组的匝数，从而达到因负荷变化引起电压波动的调压作用，稳定电网电压。从根本上避免“白天烧马达，夜间烧灯泡”的事故，扭转用户“大马拉小车”的做法。
随着国民经济的不断发展和电力系统的不断完善，对电压质量的要求也越来越高，由于发电和耗电不可能平衡，电压的波动变化是不可避免的。为稳定电网的电压质量，最有效的措施是采用分接开关进行电压调节。分接开关作为变压器做重要的组件，它的可靠性直接决定了这个电力系统能否正常安全运行和可靠供电。因此，正确地选好分接开关和用好分接开关是极为重要的。
电力系统中采用分接开关提高电网电压，能挖掘系统中现有的电容器组设备的无功出力。若电网从80%的额定电压升至额定电压运行时，电容器组设备的无功出力增加36%，而发电即变压器采用分接开关升高变比后，使发电机的电动势维持于较高数值，从而提高发电机的有功出力。
在化工、冶金所用的工业变压器（整流变压器和电炉变压器）采用分接开关调压后，不仅可以大大提高产品质量和产量，而且可大量节约用电，收到了显著的经济效果。
总之，分接开关不仅是保证电力系统供电质量必不可少的关键电器设备之一，同时，节能效果十分显著，因此，大力发展分接开关是十分必要的。
我国目前分接开关的使用情况存在问题。目前通用的分接开关是油浸机械式的触头开关，这种分接开关在切换过程中易产生电弧，从而使触头烧坏，因此，他的主要问题是可靠性低，不能频繁操作。
在电力系统中，从10KV到500KV各电压等级的变压器中，90%以上装有分接开关。由于分接开关在使用当中伴随电弧的出现，使得开关触头烧蚀并使作为灭弧介质的油碳化，大大降低了使用寿命。目前，对电压质量虽然要求较高，但由于担心分接开关的过多操作会造成供电可靠性的降低，因此分接开关的作用没有得到充分的发挥。国产分接开关由于工艺技术的原因，机械性能相对较差，在使用当中，时常发生分接头连调情况，虽然近几年经过技术改造，情况有所改善，但分接开关整体问题仍比较多，所以在分接开关领域依然要求我们去努力奋斗。
1.2 国内外的研究现状
二十年代初，日美及欧洲的许多国家开始研制和使用有载分接开关，当时有载分解开关的容量比较小，限流元件有电抗器和电阻两种，其中美国主要以电抗器为主，但随着分接开关的容量增大，使用电抗器已不经济，因而逐渐地被电阻限流的有载分接开关代替。对于有载分接开关，其技术关键在于不中断负荷电流进行切换，串联多触点切换或多限流电阻分流的顺序切换等办法。六十年代初，人们利用真空易于熄弧的原理并将其应用于有载分接开关研究。真空有载分接开关的特点是电寿命长，熄弧能力强，对介质无污染，适合大电流下的切换，触头基本无维护等。进入80年代后，大功率晶闸管不断发展，开始使用晶闸管快速调压设备，并用晶闸管对机械式的有载分接开关进行改造。日本在八十年代初做过类似研究，并和机械式有载分接开关进行比较，认为机械式比晶闸管式的可靠性更高，所以后来此方面研究较少，也许日本的机械工艺较为先进，在有载分接开关的改造方面，与欧美等不同。英国在1990年前后，设计了采用晶闸管的辅助分流的有载分接开关，并不断改进完善。
我国在有载分接开关方面的研究及使用，同国外基本相同。从产品的形式上看，大约经历了如下几个阶段：（1）单一切换器到选择器与切换器联合使用；（2）电抗器作为过渡期限流元件到电阻的应用；（3）单电阻限流到两电阻和四电阻的使用；（4）油熄弧到真空和SF6气体的使用。目前常用的有载分接开关多了充油，多电阻，选择器与切换开关联合使用的结构，对晶闸管式的有载分接开关研究还处于空白。总的来说，市场经济驱使国内的分接开关制造企业加快技术改造与技术创新，分接开关制造水平有了长足的进步。更可喜的是技术创新突破了简单模仿国外同类产品的方式，根据多年的制造经验并结合中国的实际状况，开发一批拥有自主知识产权的新产品。这不仅表现为分接开关性能的提高，更代表了我国分接开关制造业已经不落后于国际先进的水平。
1.3 本论文主要内容及要求
本次课题主要是完成真空管控制机构的设计计算。利用合作单位提供的M型开关的有关图纸资料，学习分接开关的工作原理和结构特点，提出M型分接开关的控制方案及控制机构，完成机构运动简图及运动设计计算，完成装配图和全部零件图。
1） 通过计算选择合适的单向超越离合器。
2） 设计出齿轮齿条机构。
3） 根据合作单位提供的凸轮位移曲线图，设计出凸轮机构。
4） 运用CAD等绘图软件，做出装配图和全部的零件图。
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