[發明專利]一種立式布置的一體式雙極性轉換器

有效

• 申請號: 201110295744.7
• 申請日: 2011-09-30
• 公開（公告）號: CN102354626A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 肖日明
• 申請（專利權）人: 上海華明電力設備集團有限公司;上海華明電力設備制造有限公司
• 主分類號: H01H1/56
• 分類號: H01H1/56;H01F29/04
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 呂伴

技術領域：

本發明涉及有載分接開關技術領域，尤其涉及有載分接開關選擇器的繞組極性轉換機構的技術領域，特別涉及一種立式布置的一體式雙極性轉換器。

背景技術：

在電力系統中，由于發電和耗電不可能保持平衡，故電壓的波動是不可避免的，這就需要有載分接開關進行電壓的調節。

有載分接開關是在變壓器有載即不停電的情況下通過改變連接變壓器的繞組抽頭，改變變壓器初次級繞組的匝數比，從而達到改變變壓器輸出電壓的目的。組合式有載分接開關分成兩個部分，即切換開關和選擇器兩部分。

有載調壓的方式與基本調壓電路有著密切的關系，在正反調壓和粗細調壓的方式中，轉換選擇器的作用是在不增加變壓器分接頭時，通過轉換調壓線圈的極性，用于擴大變壓器的調壓范圍。

轉換選擇器的操作是在分接的“中間位置”上，即分接選擇器處在“K”位置(參見圖1a、圖1b、圖1c)上進行。在“中間”位置上，負載電流是不流過調壓線圈和轉換選擇器的，只有電容電流通過轉換選擇器，而電容電流是由調壓線圈和相鄰線圈或其他部件(變壓器油箱或鐵芯等)之間的電容與調壓線圈電壓導致的，轉換選擇器必須切斷這個電容電流。

在這個操作過程中，轉換選擇器的動觸頭O從正極的靜觸頭O1向負極的靜觸頭O2轉換過程中，調壓線圈B瞬間與主線圈A分離，調壓線圈B電位懸浮，產生一個懸浮電位，調壓線圈B的懸浮電位取決于相鄰線圈的電壓以及調壓線圈與相鄰線圈和與對地部分之間的耦合電容，該懸浮電位會在轉換選擇器觸頭上產生所謂的恢復電壓。

電容電流和恢復電壓的強度取決于系統電壓、線圈布置方式、以及線圈之間的電容和比率。對于給定的線圈布置方式和線圈電容，沒有辦法降低電容電流。

在轉換選擇器操作的情況下，打開和閉合的觸頭間將會產生火花放電。火花放電所產生氣體的體積在幾個毫升左右。而火花放電產生的氣體量取決于觸頭上的恢復電壓的平方與操作時流過觸頭的電容電流的乘積，由于電容電流處于次要地位，因此轉換選擇器氣體形成的決定因素在于恢復電壓的大小。而恢復電壓的大小又取決于變壓器繞組的容量、調壓范圍、調壓方式和繞組的結構以及排列布置方式等。

參見圖2，為了限制恢復電壓，可以使用電位電阻Rp。在轉換選擇器切換過程中，電位電阻Rp連接調壓線圈B。目前，不管是電力變壓器、工業變壓器或換流變壓器，電位電阻Rp已成為一種標準的技術來保證轉換選擇器的安全性。電位電阻Rp通常裝在調壓線圈中部和切換開關引出端之間。只有在轉換操作時，通過電位開關才連接電位電阻Rp。而電位開關的使用是為了避免很多的電位電阻，簡化電位電阻的安裝并減少無功補償。

上述限制恢復電壓的手段，在電力變壓器、工業變壓器中使用問題不大，但是在直流高壓項目的換流變壓器中使用時，由于換流變壓器中的轉換選擇器的切換特別頻繁，造成換流變壓器，尤其是LD型換流變壓器中的乙炔氣體值達到2.0ppm，甚至達到2.95ppm，嚴重地影響換流變壓器的運行。

以前為了解決限制恢復電壓和電容電流，有學者進行了理論上的探討，如圖3a、圖3b、圖3c所示，采用一種雙極性轉換原理來實現無斷開轉換選擇，其基本原理是該轉換選擇器采用一對靜觸頭1、1a和一對動觸頭2、2a來實現轉換選擇，在轉換切換過程中，動觸頭2在轉換選擇過程中，逐漸由與靜觸頭1接觸切換到靜觸頭1a，動觸頭2a在轉換選擇過程中，逐漸由與靜觸頭1a接觸切換到靜觸頭1，也就是動觸頭2、2a在轉換選擇過程中，不會“懸空”，因此不存在恢復電壓問題，也就是說其不會產生火花放電。

依據該理論，一些有載分接開關的制造商嘗試用無載分接開關來實現上述功能，但是采用無載分接開關需要另外配置驅動機構，需要考慮與有載分接開關的同步性，再者現有無載分接開關的觸頭組是平面布置的(參見圖4a、4b、4c)，在變壓器上需要留有安裝位置，并需備有控制系統和操動系統，增加設備成本，并且增加變壓器體積及用油量。

發明內容：

本發明所要解決的技術問題旨在克服上述現有技術之不足，而提出的一種與有載分接開關選擇器做成一體按軸向上下立體布置的一體式雙極性轉換器。

本發明所要解決的技術問題可以通過以下技術方案來實現：