有载分接开关档位检测装置及判别系统的制作方法

1.本技术属于变压器设备领域，具体而言，涉及一种有载分接开关档位检测装置及判别系统。


背景技术：

2.有载分接开关(on
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load tap
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change，简称oltc)是一种用来改变变压器绕组分接连接位置的调压装置。oltc是在变压器励磁或负载状态下进行操作的。oltc的基本原理是在保证不中断变压器负载电流的情况下，实现变压器绕组中分接头之间的切换，从而改变绕组的匝数，最终实现调压的目的。
3.然而本技术人发现，当oltc应用在特高压换流变压器中时，存在以下问题。
4.1、特高压换流变压器长期满负荷高压运行，使得流过oltc的电流较大。
5.2、流过特高压换流变压器有载分接开关的负载电流不是正弦波，而是带有换相过程的电流波形，使过零点的di/dt大，使得熄弧困难。
6.3、特高压换流变压器中的oltc运行动作频繁，运行次数可达4000次/年，对oltc的机械性能要求高。
7.4、oltc内部运行动作无任何电气量检测，运行时处于“黑盒”状态，无法判断切换过程中的暂态工作状态。
8.5、目前我国使用的特高压直流输电工程中应用的oltc均为外国厂商提供的，事故分析及改进不能自主可控。
9.因此，正确判断特高压换流变压器oltc的档位信息对特高压系统的稳定运行非常重要。目前，特高压换流变压器oltc通过有载分接开关的电动机构判断有载分接开关档位信息，进而判断变压器的档位。
10.申请人发现目前仅通过有载分接开关的电动机构的驱动电机所转动的圈数来判断有载分接开关的档位，存在着以下不足。
11.1、有载分接开关的电动机构的驱动电机与有载分接开关机构驱动主轴之间是通过多环节的机械传动杆连接的。当电动机构通过驱动电机所转动的圈数进行判断电动机构的档位及是否滑档时，若多环节的机械传动杆中任一环节发生异常，就会出现驱动电机转动而有载分接开关机构未转动的情况，导致档位上送发生错误。
12.2、电动机构的档位信息是通过继电器上送的，在特高压换流变压器中，变压器调档次数繁多。例如，直流换流变压器年调档4000多次。高频次的操作容易使继电器发生损坏，导致继电器无法正常上送档位信息。


技术实现要素：

13.根据本技术的一方面，提供一种有载分接开关档位检测装置。
14.该有载分接开关包括转动轴，检测装置包括：主轴、轴套、中心盘、档位盘。检测装置主轴的一端通过轴套与转动轴连接，并与转动轴同步转动。主轴的另一端贯穿中心盘的
中心，与中心盘连接，并与中心盘同步转动。档位盘和中心盘的外周均设置有齿轮，档位盘设置于中心盘的外周，且与在中心盘位于同一水平面，与中心盘啮合，并与中心盘同步转动，档位盘包括档位齿盘、m组档位发光器和m组档位收光器，档位齿盘设置有光路通信部。档位收光器根据通过光路通信部的档位发光器发出的光线形成光码，其中m为正整数且m≥2。
15.根据本技术的一些实施例，档位盘还包括：档位齿盘预设有与有载分接开关档位数量相同的扇区。光路通信部还包括通孔和阻断部，其中，每一个扇区上，光路通信部的通孔和阻断部排列顺序均不同，以形成唯一标识对应扇区的光码。
16.根据本技术的一些实施例，检测装置还包括：预选盘，预选盘的外周设置有齿轮。预选盘设置于中心盘的外周且与中心盘位于同一水平面上，与档位盘间隔设置，且与中心盘啮合，并与中心盘同步转动。
17.预选盘还包括预选齿盘以及预选拨盘，预选拨盘设置在预选齿盘上方且与预选齿盘同轴设置，且预选拨盘设置有弧形槽，预选拨盘还设置有延伸超出预选齿盘外周的延伸部。预选齿盘还设置有凸台，凸台位于预选拨盘的弧形槽内。预选盘还包括n组预选发光器和n组预选收光器，其中n为正整数且n≥1。当预选齿盘转动时，预选凸台通过弧形槽带动预选拨盘转动，可以使得延伸部阻断n组预选发光器和n组预选收光器中的部分光路。
18.根据本技术的一些实施例，检测装置还包括：滑档盘，滑档盘的外周设置有齿轮，滑档盘设置于中心盘的外周且与中心盘位于同一水平面上，与档位盘和预选盘间隔设置，且与中心盘啮合，并与中心盘同步转动。
19.滑档盘还包括滑档齿盘、k组滑档发光器和k组滑档收光器，滑档齿盘上设置有弧形通孔，滑档发光器通过弧形通孔与滑档收光器光通信，其中k为正整数且k≥1。
20.根据本技术的另一方面，包括一种有载分接开关档位判别系统。该判别系统可以包括上述的有载分接开关档位检测装置和处理装置。
21.该处理装置连接m组档位收光器，接收m组档位收光器收到的m组光码，并形成档位光码组，根据光码组解析出有载分接开关的档位。其中，不同的档位光码组唯一对应有载分接开关的不同档位。
22.根据本技术的一些实施例，处理装置还连接n组预选收光器，接收n组预选收光器收到的n组光码，并形成预选光码组，根据预选光码组解析出有载分接开关的档位变换为加档或者减档。
23.根据本技术的一些实施例，处理装置还连接k组滑档收光器，接收k组滑档收光器的光码，根据预设规则判断有载分接开关是否滑档。
24.本技术提供的有载分接开关档位检测装置及判别系统，检测装置设置主轴，而主轴通过轴套与有载分接开关连接的转动轴连接。主轴与转动轴同步转动，并使得中心盘与主轴同步转动。中心盘和档位盘的外周分别均设置有齿轮，中心盘的齿轮与档位盘的齿轮啮合，使得档位盘与中心盘同步转动。档位盘设置有档位发光器和档位收光器，档位盘上还设置有与有载分接开关档位数量相同的扇区，扇区上设置有光路通信部。档位发光器发出的光通过光路通信部被档位收光器接收形成光码。m组档位收光器收到m个光码形成档位光码组，每个档位光码组对应唯一的有载分接开关的档位。根据档位光码组，解析出有载分接开关的当前档位信息。
25.通过本技术提供的检测装置收取档位信息来解析有载分接开关的档位，避免了现有技术中变压器多次调档导致继电器节点发生故障从而导致档位信息上传错误的情况，提高了特高压换流变压器中有载分接开关的可靠性，从而保障了特高压换流变压器的稳定运行。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1示出根据一示例实施例的有载分接开关档位检测装置的结构示意图；
28.图2示出根据一示例实施例的有载分接开关档位检测装置的档位盘的结构示意图；
29.图3示出根据一示例实施例的有载分接开关档位检测装置的预选盘的结构示意图；
30.图4示出根据一示例实施例的有载分接开关档位检测装置的滑档盘的结构示意图；
31.图5示出根据一示例实施例的有载分接开关档位判别系统的结构示意图；
32.图6示出根据一示例实施例的有载分接开关的档位对应表。
33.附图标号说明：
34.有载分接开关1；档位检测装置2；处理装置3；转动轴11；轴套21；主轴22；中心盘23；档位盘24；预选盘25；滑档盘26；中心齿轮230；档位齿轮240；档位齿盘241；档位发光器242；档位收光器243；扇区2411；光路通信部2412；通孔24121；阻断部24122；预选齿轮250；预选齿盘251；凸台252；预选拨盘253；预选发光器254；预选收光器255；弧形槽2531；延伸部2532；滑档齿轮260；滑档齿盘261；滑档发光器262；滑档收光器263；弧形通孔264。
具体实施方式
35.现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本技术将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
36.所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有这些特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方式、组元、材料、装置或等。在这些情况下，将不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作。
37.此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品
或设备固有的其他步骤或单元。
38.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
39.根据本技术的一方面，提供了一种有载分接开关档位检测装置。下面将结合图1
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图4来对检测装置进行描述。
40.图1示出根据一示例实施例的有载分接开关档位检测装置的结构示意图。参见图1，有载分接开关1包括转动轴11。有载分接开关档位检测装置2包括：轴套21、主轴22、中心盘23、档位盘24。
41.主轴22的一端通过轴套21与转动轴11连接，并与转动轴11同步转动。主轴22的另一端贯穿中心盘23的中心，并与中心盘23连接，并可以与中心盘23同步转动。档位盘24的外周设置有档位齿轮240，中心盘23的外周设置有中心齿轮230。档位盘24设置在中心盘23的外周，并与中心盘23位于同一水平面上。档位齿轮240和中心齿轮230啮合，使得档位盘24与中心盘23同步转动。
42.图2示出根据一示例实施例的有载分接开关档位检测装置的档位盘的结构示意图。参见图2，档位盘24还包括档位齿盘241、m组档位发光器242、m组档位收光器243。
43.参见图2，档位齿盘241还设置有光路通信部2412，档位收光器243根据通过光路通信部2412的档位发光器242发出的光线形成光码，其中m为正整数且m≥2。
44.当有载分接开关1档位发生变换时，转动轴11跟随有载分接开关1转动，使得主轴22同有载分接开关一同转动。中心盘23同主轴22一同转动，并带动档位盘24同方向转动。
45.当有载分接开关1档位变换1档时，有载分接开关1带动档位盘24转动1圈。通过光路通信部的光码发生变化，档位收光器243得到有载分接开关档位1的当前档位信息。
46.可选地，档位齿盘241还设置有与有载分接开关档位数量相同的扇区2411，光路通信部2412设置在扇区2411上。参见图2，光路通信部2412包括通孔24121和阻断部24122。每一个扇区241上，光路通信部2412的通孔24121和阻断部24122排列顺序均不同，使得光路通信部2412形成了唯一标识来对应扇区的光码。
47.参见图2，档位发光器242发出的光通过光路通信部2412的通孔24121时，档位收光器243接收到光；档位发光器242发出的光通过光路通信部2412的阻断不24122时，档位收光器243未接收到光。由于光路通信部2412的通孔24121和阻断部24122排列顺序均不同，进而档位收光器243接收到不同的光路信息，使得光路通信部2412形成了唯一的光码。不同的扇区2411对应不同的光码，进而对应不同的有载分接开关1的档位。
48.可选地，检测装置2还包括预选盘25。图3示出根据一示例实施例的有载分接开关档位检测装置的预选盘的结构示意图。
49.参见图3，预选盘25包括预选齿盘251、凸台252、预选拨盘253、预选发光器254、预选收光器255、弧形槽2531、延伸部2532。
50.预选盘25的外周设置有预选齿轮250，预选盘25设置在中心盘23的外周，并与中心盘23位于同一水平面上。预选盘25与档位盘24间隔设置，预选齿轮250与中心齿轮230啮合，使得预选盘25与中心盘23同步转动。
51.参见图3，预选拨盘253设置在预选齿盘251上方，并且与预选齿盘251共轴。预选拨
盘253设置有弧形槽2531，还设置有延伸超出预选齿盘251外周的延伸部2532。预选齿盘251还设置有凸台252，凸台252设置与预选拨盘253的弧形槽2531内。
52.预选盘25还包括n组预选发光器254和n组预选收光器255，其中n为正整数且n≥1。
53.当预选齿盘251转动时，凸台252通过弧形槽2531带动预选拨盘253转动，使得预选拨盘253的延伸部可以阻断n组预选发光器254和n组预选收光器255中的部分光路。
54.当有载分接开关1档位发生变换时，转动轴11跟随有载分接开关1转动，使得主轴22同有载分接开关一同转动。中心盘23同主轴22一同转动，并带动预选盘25同方向转动。
55.当有载分接开关1档位变换1档时，有载分接开关1带动预选盘25转动1圈。参见图3，当预选拨盘253的延伸部2532处于预选发光器254下端时，预选发光器254发出的光被延伸部2532遮挡，预选收光器255未接收到光。当预选拨盘253的延伸部2532未处于预选发光器254下端时，预选发光器254发出的光被预选收光器255接收。预选收光器254通过有无接收到光，记录预选盘25的位置变换，进而判断有载分接开关1的档位变换为加档还是减档。
56.可选地，检测装置2还包括滑档盘26。图4示出根据一示例实施例的有载分接开关档位检测装置的滑档盘的结构示意图。
57.参见图4，滑档盘26包括：滑档齿轮260、滑档齿盘261、滑档发光器262、滑档收光器263、弧形通孔264。
58.滑档盘26的外周设置有滑档齿轮230，滑档盘26设置在中心盘23的外周，并与中心盘23在同一水平面上。滑档盘26与预选盘25间隔设置。滑档齿轮260与中心齿轮230啮合，使得滑档盘26与中心盘23同步转动。
59.参见图4，滑档盘26还包括滑档齿盘261、k组滑档发光器262和k组滑档收光器263，其中k为正整数且k≥1。滑档齿盘261上设置有弧形通孔264，滑档发光器262通过弧形通孔264与滑档收光器263通信。
60.当有载分接开关1档位发生变换时，转动轴11跟随有载分接开关1转动，使得主轴22同有载分接开关一同转动。中心盘23同主轴22一同转动，并带动滑档盘26同方向转动。
61.当有载分接开关1档位变换档位时，有载分接开关1带动滑档盘26同方向转动。参见图4，滑档发光器262通过弧形通孔264与滑档收光器263通信，当滑档发光器262发出的光通过弧形通孔264被滑档收光器263接收时，则有载分接开关1未发生滑档；当滑档发光器262发出的光未通过弧形通孔264被滑档收光器263接收时，则有载分接开关1发生滑档。通过滑档收光器263有无接收到光路信息，来判断有载分接开关1是否发生滑档。
62.根据本技术的另一方面，提供了一种有载分接开关档位判别系统。图5示出根据一示例实施例的有载分接开关档位判别系统的结构示意图。参见图5，该判别系统包括有载分接开关1，检测装置2，处理装置3。
63.在本技术说明书的上文中，已经结合图1
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图4对检测装置2进行了详细的描述，在此不再赘述。
64.根据本技术的一些实施例，处理装置3连接m组档位收光器243。处理装置3接收m组档位收光器243收到的m组光码，并形成档位光码组，不同的档位光码组唯一对应有载分接开关的不同档位。处理装置3根据光码组解析出有载分接开关的档位。
65.例如，在一示例实施例中，档位盘24设置有6组档位发光器242和6组档位收光器243，档位齿盘241共设置有8个扇区，分别对应有载分接开关档位1
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8。
66.例如，若档位发光器242发出的光被档位收光器243接收，则档位光码为1；若档位发光器242发出的光被未档位收光器243接收，档位光码为0。这样，处理装置3共收到6个档位光码，并将6档位光码按一定的顺序组成档位光码组。
67.处理装置3通过预定规则来定义每个档位光码组代表的有载分接开关的档位，并得到档位对应表，且每个档位光码组对应唯一的有载分接开关的档位。
68.当有载分接开关1转动一档时，中心盘23带动档位盘24转动。处理装置3接收档位盘24转动后的扇区对应的档位光码组，并根据档位对应表解析出有载分接开关1当前的档位。
69.例如，图6示出根据一示例实施例的有载分接开关的档位对应表。当处理装置3收取到的档位光码组为(000 001)，参见图6，可知，有载分接开关1当前的档位为1档。其它档位解析原理同理可得。
70.根据本技术的一些实施例，处理装置3接收到的档位收光器243的档位光码，并根据档位对并表，可以直接判断出有载分接开关1的目前档位。
71.根据本技术的一些实施例，处理装置3还连接n组预选收光器255。处理装置3接收n组预选收光器255收到的n组光码，并形成预选光码组。处理装置3根据预选光码组解析出有载分接开关1的档位变换为加档或者是减档。
72.例如，在一示例实施例中，预选盘25设置有2组预选发光器254和2组预选收光器255，弧形槽256的弧度为180度。
73.若预选发光器254发出的光被预选收光器255接收，则预选光码为1；若预选发光器254发出的光未被预选收光器接收，则预选光码为0。这样，处理装置3共收到2组预选光码，并按照一定顺序将预选光码组成预选光码组。
74.预选光码组共有(01)(10)两种结果。处理装置3通过预定规则来定义预选光码组代表的有载分接开关的档位变换为加档或者是减档。
75.例如，预选光码组(01)代表有载分接开关1当前档位变换为加档，预选光码组(10)代表有载分接开关1当前档位变换为减档；或者，预选光码组(10)代表有载分接开关1当前档位变换为加档，预选光码组(01)代表有载分接开关1当前档位变换为减档。
76.根据本技术的一些实施例，处理装置3通过预选收光器255收到的光路信息，按照预设规则可以判断出有载分接开关1的档位变换为加档或者减档。
77.根据本技术的一些实施例，处理装置3还连接k组滑档收光器263。处理装置3接收k组滑档收光器263的滑档光码。处理装置3根据预设规则判断有载分接开关1是否发生滑档。
78.例如，在一示例实施例中，滑档盘26设置有1组滑档发光器262和1组滑档收光器263。
79.若滑档发光器262发出的光被滑档收光器236接收，则滑档光码为1；若滑档发光器262发出的光被未滑档收光器263接收，滑档光码为0。
80.根据处理装置3的预设规则可定，当处理装置3接收的滑档光码为1时，有载分接开关1未发生滑档；当处理装置3接收的滑档光码为0时，有载分接开关1发生滑档。
81.根据本技术的一些实施例，处理装置3通过滑档收光器收到的光路信息，按照预设规则可以判断出有载分接开关1是否发生滑档。
82.本技术提供了一种有载分接开关档位检测装置及判别系统，检测装置2检测档位
收光器243、预选收光器255、滑档收光器263接收到的光路信息。处理装置3通过光路信息根据预设规则对有载分接开关1进行当前档位和预选档位的判别，并可以判断有载分接开关1是否发生滑档。
83.本技术提供的有载分接开关档位检测装置及判别系统，通过检测装置收取档位信息、处理装置档位判断信息的方式解析有载分接开关的档位状态。避免了现有技术中通过继电器上传有载分接开关档位信息时，变压器多次调档导致继电器节点发生故障从而导致档位信息上传错误的情况。因此，本技术方案提高了特高压换流变压器中oltc的可靠性，从而提高了特高压换流变压器稳定可靠的运行。
84.最后应说明的是，以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，尽管参照前述实施例对本技术进行详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。