[實用新型]一種可用于電力變壓器有載切換的高壓電子開關

無效

• 申請號: 201020167067.1
• 申請日: 2010-04-19
• 公開（公告）號: CN201878111U
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發明（設計）人: 張偉;張志杰;宋欣原;王曉亮
• 申請（專利權）人: 張偉;張志杰
• 主分類號: H03K17/72
• 分類號: H03K17/72
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于光機電一體化領域，是一種用于電力變壓器有載切換的高壓電子開關。

背景技術

目前，變壓器普遍采用真空有載分接開關或機械式有載分接開關。但這兩種開關存在固有的缺陷：開關切換時有拉弧打火的現象，需要有滅弧裝置，滅弧裝置結構復雜；觸頭工藝要求高并容易磨損；切換時靠電動機牽引彈簧儲能拉動，因此兩次切換間隔時間長(4-6秒)，不適宜頻繁操作；切換時電壓波形畸變較大。

為了進一步提高變壓器有載調壓的響應速度和降低故障率，人們開始研究采用電力電子技術和微處理控制技術，在特定的調壓結構下，通過控制電力電子開關器件的通斷和改變變壓器的匝數實現有載調壓。這種切換無需機械開關的切換，也不會產生電弧，響應速度快，因此，越來越受到制造單位以及研究機構的重視。

發明內容

為了克服現有技術中的問題，本實用新型發明了用于電力變壓器有載切換的高壓電子開關，使采用本實用新型的干式電力變壓器具有有載調壓的功能。

本實用新型的目的是這樣實現的：該高壓電子開關由分選模塊、切換模塊和高壓電子開關控制電路組成；分選模塊和切換模塊都是交流無觸點開關。每個分選模塊和切換模塊各引出兩個引線端。每個切換模塊的一引線端連接可以與N個(N為自然數)分選模塊一引線端連接在一起，分選模塊另一引線端引出高壓電子開關的分接觸頭，與變壓器線圈相應的分接觸頭連接；所有切換模塊的另一端連接在一起作為變壓器線圈的末端。高壓電子開關控制電路，通過光纖對分選模塊和切換模塊進行開關控制。

分選模塊和切換模塊的交流無觸點開關可以是反并聯可控硅，MOSFET、IGBT，IGCT或固態繼電器等電力電子元件。

本實用新型可以單獨使用，也可以多個一起使用，由多個高壓電子開關構成了電力變壓器無機械觸頭有載調壓開關。

附圖說明

附圖1是本實用新型的拓撲圖；

附圖2為本實用新型在具體實施中的單相拓撲圖；

附圖3為本實用新型在具體實施中的三相拓撲圖。

具體實施例

高壓電子開關拓撲圖如附圖1所示。其中K1，K2......K12稱為分選模塊；Kq1，Kq2，...Kq4稱為切換模塊；分選模塊和切換模塊都是交流無觸點開關。分選模塊K1，K3，K5和切換模塊Kq1連接；K2，K4，K6和切換模塊Kq2連接；K7，K9，K11和切換模塊Kq3連接；K8，K10，K12和切換模塊Kq4連接。Kq1，Kq2，Kq3，Kq4另一端連接在一起，并引出高壓電子開關接線端子X。K1，K2......K12另一端引出電子開關接線端子1，2，3，...12。GK為高壓電子開關控制電路，可以對分選模塊和切換模塊進行開關控制。

本實用新型高壓電子開關拓撲圖中，切換模塊可以連接N個分選模塊，附圖1中N選為3只是一個例子。切換模塊可以有M個，附圖1中M選為4只是一個例子。

在附圖2所示的實施例中，切換模塊Kq1和3個分選模塊K1，K3，K5連接；切換模塊Kq2和2個分選模塊K2，K4連接；切換模塊Kq3和2個分選模塊K7，K9連接；切換模塊Kq4和2個分選模塊K6，K3，K5連接。電子開關的接線端子為1，2，3，4，5，6，7，8，9和X。GK為高壓電子開關控制電路，可以對分選模塊和切換模塊進行開關控制。

三相的具體實施例如附圖3所示，同時使用3個上述高壓電子開關，用來作為10KV干式電力變壓器有載分接開關。GK為電子開關控制電路，可以對所有分選模塊和切換模塊進行開關控制。附圖3中的3組L0，L1，L2......L8分別代表變壓器三相主線圈和調壓線圈，不是高壓電子開關組成部分。

工作原理如下：

高壓電子開關開始工作時，控制電路GK發出指令，使分選模塊K5、切換模塊KQ1閉合，變壓器處于額定檔工作狀態。

當需要進行升壓操作時，控制電路GK發出指令，使分選模塊K5、切換模塊KQ1斷開，并同時使分選模塊K4、切換模塊KQ2接通，則接入變壓器的調壓線圈匝數減少一段，當電網電壓保持不變時，變壓器輸出電壓升高一檔。同樣地，通過分選模塊K4、切換模塊KQ2斷開，分選模塊K3、切換模塊KQ1接通；分選模塊K3、切換模塊KQ1斷開，分選模塊K2、切換模塊KQ2接通；分選模塊K2、切換模塊KQ2斷開，分選模塊K1、切換模塊KQ1接通；相應地，接入變壓器的調壓線圈匝數減少兩段，三段、四段，變壓器輸出電壓完成升壓二檔、三檔、四檔操作。

當需要進行降壓操作時，控制電路GK發出信號，使分選模塊K5、切換模塊KQ1斷開，并同時使分選模塊K6、切換模塊KQ3接通，則接入變壓器的調壓線圈匝數增加一段，完成降壓一檔操作。同樣地，通過分選模塊K6、切換模塊KQ3斷開，同時K7、切換模塊KQ4接通；分選模塊K7、切換模塊KQ4斷開，同時分選模塊K8、切換模塊KQ3接通；分選模塊K8、切換模塊KQ3斷開，同時分選模塊K9、切換模塊KQ4接通；相應地，接入變壓器的調壓線圈匝數增加兩段，三段、四段，完成降壓二檔、三檔、四檔操作。