真空有載分接開關(guān)機械結(jié)構(gòu)的研究與分析.pdf

1、隨著電力設(shè)備精度的不斷提升，其對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性也提出了更高的要求。電壓是電力系統(tǒng)中一個重要的質(zhì)量指標(biāo)。當(dāng)前國內(nèi)電力系統(tǒng)有載分接開關(guān)大部分仍是傳統(tǒng)油浸式。傳統(tǒng)油浸式開關(guān)依靠絕緣油滅弧，給開關(guān)內(nèi)部造成觸頭燒蝕等危害。真空有載分接開關(guān)可解決上述問題。但作為變壓器中唯一頻繁操作的機械設(shè)備，隨調(diào)壓次數(shù)的增多，其操作不良和故障率也相應(yīng)增加。而目前缺乏對真空有載分接開關(guān)機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的研究，且真空有載分接開關(guān)普及率仍然較低。本文基于PYTⅢ400△K

2、/35-09型真空有載分接開關(guān)，對其總體結(jié)構(gòu)建模，優(yōu)化并分析關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。研究主要內(nèi)容如下:
　　(1)研究真空有載分接開關(guān)電氣工作原理，包括過渡電路和調(diào)壓電路。分析過渡電路兩種過渡形式:單電阻過渡和雙電阻過渡。通過對比，過渡電路選擇單電阻過渡形式。比較并選擇調(diào)壓方式，確定變壓器聯(lián)結(jié)方式為中部“Y”聯(lián)結(jié)和“D”聯(lián)結(jié)。
　　(2)利用軟件SolidWorks對真空有載分接開關(guān)總體結(jié)構(gòu)建模，并重點對分接機構(gòu)（凸輪盤、軸承安裝盤、主輔

3、真空管分合機構(gòu)和動、靜觸頭）和級進(jìn)機構(gòu)（撥桿、曲柄、撥輪和槽盤）做建模分析。確定彈簧和齒輪機構(gòu)的參數(shù)，并選擇型號為YSJ0.1KW-4P的三相異步減速電機和型號為VITF12/630-20的真空管。
　　(3)使用MATLAB遺傳算法對彈簧做參數(shù)優(yōu)化，優(yōu)化前彈簧固有頻率處在曲柄軸驅(qū)動頻率范圍內(nèi)，易發(fā)生共振現(xiàn)象。優(yōu)化后的固有頻率明顯提高，避開了共振范圍，并且體積得到減小。利用HyperMesh軟件對真空有載分接開關(guān)機架做模態(tài)分析，結(jié)

4、果顯示激振頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于機架的固有頻率，所以開關(guān)在運行過程不會因共振造成機架破壞或失效。使用ABAQUS軟件對齒輪機構(gòu)做有限元分析，結(jié)果顯示其接觸強度和彎曲強度均在許用應(yīng)力范圍內(nèi)。
　　(4)利用有載分接開關(guān)測試儀做觸點程序切換試驗，分析觸點動作順序，由直流示波圖可知觸點開斷具有明顯的時間間隔，滿足動作順序要求。使用NK-500推拉力計對儲能釋能彈簧拉力進(jìn)行測量，測得數(shù)據(jù)滿足開關(guān)工作要求。對儲能釋能彈簧轉(zhuǎn)矩進(jìn)行監(jiān)測，得出轉(zhuǎn)矩曲線。根