變壓器分接開關(guān)控制機(jī)構(gòu)設(shè)計計算（方案1-真空管）（本科畢業(yè)論文設(shè)計）
1 緒論
1.1 變壓器分接開關(guān)控制機(jī)構(gòu)設(shè)計計算的意義
從嚴(yán)格意義上來講，分接開關(guān)應(yīng)稱為變壓器繞組的抽頭變換裝置。即在變壓器繞組的不同部位設(shè)置分接開關(guān)，調(diào)換分接觸頭的位置，改變其變壓器繞組的匝數(shù)，從而達(dá)到因負(fù)荷變化引起電壓波動的調(diào)壓作用，穩(wěn)定電網(wǎng)電壓。從根本上避免“白天燒馬達(dá)，夜間燒燈泡”的事故，扭轉(zhuǎn)用戶“大馬拉小車”的做法。
隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和電力系統(tǒng)的不斷完善，對電壓質(zhì)量的要求也越來越高，由于發(fā)電和耗電不可能平衡，電壓的波動變化是不可避免的。為穩(wěn)定電網(wǎng)的電壓質(zhì)量，最有效的措施是采用分接開關(guān)進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)。分接開關(guān)作為變壓器做重要的組件，它的可靠性直接決定了這個電力系統(tǒng)能否正常安全運(yùn)行和可靠供電。因此，正確地選好分接開關(guān)和用好分接開關(guān)是極為重要的。
電力系統(tǒng)中采用分接開關(guān)提高電網(wǎng)電壓，能挖掘系統(tǒng)中現(xiàn)有的電容器組設(shè)備的無功出力。若電網(wǎng)從80%的額定電壓升至額定電壓運(yùn)行時，電容器組設(shè)備的無功出力增加36%，而發(fā)電即變壓器采用分接開關(guān)升高變比后，使發(fā)電機(jī)的電動勢維持于較高數(shù)值，從而提高發(fā)電機(jī)的有功出力。
在化工、冶金所用的工業(yè)變壓器（整流變壓器和電爐變壓器）采用分接開關(guān)調(diào)壓后，不僅可以大大提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，而且可大量節(jié)約用電，收到了顯著的經(jīng)濟(jì)效果。
總之，分接開關(guān)不僅是保證電力系統(tǒng)供電質(zhì)量必不可少的關(guān)鍵電器設(shè)備之一，同時，節(jié)能效果十分顯著，因此，大力發(fā)展分接開關(guān)是十分必要的。
我國目前分接開關(guān)的使用情況存在問題。目前通用的分接開關(guān)是油浸機(jī)械式的觸頭開關(guān)，這種分接開關(guān)在切換過程中易產(chǎn)生電弧，從而使觸頭燒壞，因此，他的主要問題是可靠性低，不能頻繁操作。
在電力系統(tǒng)中，從10KV到500KV各電壓等級的變壓器中，90%以上裝有分接開關(guān)。由于分接開關(guān)在使用當(dāng)中伴隨電弧的出現(xiàn)，使得開關(guān)觸頭燒蝕并使作為滅弧介質(zhì)的油碳化，大大降低了使用壽命。目前，對電壓質(zhì)量雖然要求較高，但由于擔(dān)心分接開關(guān)的過多操作會造成供電可靠性的降低，因此分接開關(guān)的作用沒有得到充分的發(fā)揮。國產(chǎn)分接開關(guān)由于工藝技術(shù)的原因，機(jī)械性能相對較差，在使用當(dāng)中，時常發(fā)生分接頭連調(diào)情況，雖然近幾年經(jīng)過技術(shù)改造，情況有所改善，但分接開關(guān)整體問題仍比較多，所以在分接開關(guān)領(lǐng)域依然要求我們?nèi)ヅ^斗。
1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
二十年代初，日美及歐洲的許多國家開始研制和使用有載分接開關(guān)，當(dāng)時有載分解開關(guān)的容量比較小，限流元件有電抗器和電阻兩種，其中美國主要以電抗器為主，但隨著分接開關(guān)的容量增大，使用電抗器已不經(jīng)濟(jì)，因而逐漸地被電阻限流的有載分接開關(guān)代替。對于有載分接開關(guān)，其技術(shù)關(guān)鍵在于不中斷負(fù)荷電流進(jìn)行切換，串聯(lián)多觸點(diǎn)切換或多限流電阻分流的順序切換等辦法。六十年代初，人們利用真空易于熄弧的原理并將其應(yīng)用于有載分接開關(guān)研究。真空有載分接開關(guān)的特點(diǎn)是電壽命長，熄弧能力強(qiáng)，對介質(zhì)無污染，適合大電流下的切換，觸頭基本無維護(hù)等。進(jìn)入80年代后，大功率晶閘管不斷發(fā)展，開始使用晶閘管快速調(diào)壓設(shè)備，并用晶閘管對機(jī)械式的有載分接開關(guān)進(jìn)行改造。日本在八十年代初做過類似研究，并和機(jī)械式有載分接開關(guān)進(jìn)行比較，認(rèn)為機(jī)械式比晶閘管式的可靠性更高，所以后來此方面研究較少，也許日本的機(jī)械工藝較為先進(jìn)，在有載分接開關(guān)的改造方面，與歐美等不同。英國在1990年前后，設(shè)計了采用晶閘管的輔助分流的有載分接開關(guān)，并不斷改進(jìn)完善。
我國在有載分接開關(guān)方面的研究及使用，同國外基本相同。從產(chǎn)品的形式上看，大約經(jīng)歷了如下幾個階段：（1）單一切換器到選擇器與切換器聯(lián)合使用；（2）電抗器作為過渡期限流元件到電阻的應(yīng)用；（3）單電阻限流到兩電阻和四電阻的使用；（4）油熄弧到真空和SF6氣體的使用。目前常用的有載分接開關(guān)多了充油，多電阻，選擇器與切換開關(guān)聯(lián)合使用的結(jié)構(gòu)，對晶閘管式的有載分接開關(guān)研究還處于空白。總的來說，市場經(jīng)濟(jì)驅(qū)使國內(nèi)的分接開關(guān)制造企業(yè)加快技術(shù)改造與技術(shù)創(chuàng)新，分接開關(guān)制造水平有了長足的進(jìn)步。更可喜的是技術(shù)創(chuàng)新突破了簡單模仿國外同類產(chǎn)品的方式，根據(jù)多年的制造經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合中國的實(shí)際狀況，開發(fā)一批擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的新產(chǎn)品。這不僅表現(xiàn)為分接開關(guān)性能的提高，更代表了我國分接開關(guān)制造業(yè)已經(jīng)不落后于國際先進(jìn)的水平。
1.3 本論文主要內(nèi)容及要求
本次課題主要是完成真空管控制機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算。利用合作單位提供的M型開關(guān)的有關(guān)圖紙資料，學(xué)習(xí)分接開關(guān)的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出M型分接開關(guān)的控制方案及控制機(jī)構(gòu)，完成機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖及運(yùn)動設(shè)計計算，完成裝配圖和全部零件圖。
1） 通過計算選擇合適的單向超越離合器。
2） 設(shè)計出齒輪齒條機(jī)構(gòu)。
3） 根據(jù)合作單位提供的凸輪位移曲線圖，設(shè)計出凸輪機(jī)構(gòu)。
4） 運(yùn)用CAD等繪圖軟件，做出裝配圖和全部的零件圖。

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