[發明專利]一種變壓器分體式無弧有載分接開關

有效

• 申請號: 201410330722.3
• 申請日: 2014-07-11
• 公開（公告）號: CN104157433B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 杜海江;宋冬冬;程林
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: H01F29/04
• 分類號: H01F29/04;H01H1/58
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 郝瑞剛

技術領域

本發明涉及變壓器調壓技術領域，更具體涉及一種變壓器分體式無弧有載分接開關。

背景技術

在現有技術中，運行中的配電變壓器，由于一次側電壓、負載大小和性質的變化，二次側電壓可能會有較大的變化。我國配電變壓器覆蓋35kV以下電壓等級，為了使負載電壓維持在規定范圍，保證用電設備的正常需要，必須對配電變壓器進行調壓。

變壓器有載調壓的基本原理是從變壓器某一側，一般為高壓側的線圈中引出若干分接頭，通過有載分接開關，在不切斷負荷電流的情況下，由一個分接頭切換至另一分接頭，以變換有效匝數，達到調節電壓目的。有載調壓變壓器由二部分構成，一部分是變壓器本體，與通常變壓器不同的是引出多個抽頭，另一部分是有載分接開關，可分別由不同廠家供貨再組裝獲得。

常用變壓器有載分接開關有機械式和真空式兩大類。機械式有載分接開關有一體式和分體式兩種結構。

一體式機械有載分接開關中繞組抽頭直接圍成一圓形體，每個抽頭構成一個靜觸頭。動觸頭由帶過渡電阻的觸頭和直通觸頭構成，可采用單過渡電阻、雙過渡電阻或多過渡電阻型式，動觸頭由切換開關驅動電機拖動實現靜觸頭切換。

分體式機械有載分接開關由開關選擇器和切換開關構成。開關選擇器由兩個圓環組成，分別連接單數和雙數抽頭，由分接選擇器驅動電機拖動分接選擇器動觸頭分別連通一個抽頭，分接選擇器兩個動觸頭輸出作為切換開關的兩個靜觸頭，每個靜觸頭安裝過渡電阻，構成雙電阻結構，穩態時只有一個觸頭與輸出電纜連接。切換開關的動觸頭只有一個直通觸頭，由切換開關驅動電機拖動由一個靜觸頭切換至另一靜觸頭。

真空分接開關一般采用分體式結構，由分接選擇器切換繞組抽頭。切換開關的靜觸頭分別連接一只真空開關，兩靜觸頭之間安裝一只過渡真空開關，過渡真空開關與其中一個靜觸頭之間安裝過渡電阻。三只真空開關輸出有兩種結構：固定連接和移動連接。固定連接方式中三只真空開關輸出可短接后與繞組固定連接，只通過控制真空開關實現電流在不同抽頭轉移。移動連接方式采用一個動觸頭，動觸頭只有一個直通觸頭，由切換開關驅動電機拖動由一個靜觸頭切換至另一靜觸頭，移動過程中實時判斷動觸頭位置實現真空開關的斷合控制，保證變壓器繞組不開路，繞組抽頭不短路。

現有技術存在的問題有：機械式分接開關在抽頭切換過程中產生電弧，引起觸頭燒蝕；真空分接開關采用固定式結構時斷態真空開關一直承受電壓，需按系統電壓設計，當采用移動式結構時由于真空開關斷合時間慢，動觸頭的運動速度需與之配合，不易控制；并且上述分接開關都需要過渡電阻，增加損耗。

目前有一種全電子式分接開關結構，由晶閘管等電力電子器件構成電子開關，每個變壓器繞組抽頭連接一只電子開關，通過一定的時序控制實現抽頭切換，并且不需要過渡電阻。該方案對電子開關耐壓要求高，結構復雜，價格昂貴。

還有一種機電混合式分接開關結構，相當于將機械式分接開關的雙過渡電阻分別用反并聯的晶閘管代替，通過控制晶閘管的斷合與直通觸頭的移動位置配合實現抽頭切換。該方案中由于晶閘管是半控器件，在動觸頭移動時實現晶閘管通斷的時序配合比較困難。

此外，還有另一種機電混合式分接開關機構，相當于將機械式分接開關的雙過渡電阻分別用兩只反串聯的電力電子開關代替，通過控制電力電子開關的斷合與直通觸頭的移動位置配合實現抽頭切換。該方案中電力電子開關采用IGBT或MOSFET等全控器件。

上述兩種機電混合式結構在切換過程中，電力電子開關如果出現故障，故障后為短路狀態時，會使繞組短路，此情況已有解決方案；但是故障后為開路狀態時，會使整個調壓側線圈全部電壓加在電力電子開關兩端，將其擊穿，并燒毀控制部分。

針對這種故障，存在另一種結構是在此基礎上在電力電子開關兩端并聯過渡電阻，當電力電子開關出現故障結果為開路時，仍可以按常規有載分接開關使用。該方案在切換過程中仍然存在拉弧過程，無法實現有載分接開關的無弧化。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是如何實現變壓器有載切換過程的無弧化，同時在切換過程中出現短路或開路的情況能夠不損壞器件，及時停止切換過程。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種變壓器分體式無弧有載分接開關，所述一種變壓器分體式無弧有載分接開關包括分接選擇器、切換開關；所述切換開關包括由功率回路和控制回路；