[發明專利]三相配電變壓器無觸點有載自動正反調壓分接開關裝置

有效

• 申請號: 201610369837.2
• 申請日: 2016-05-30
• 公開（公告）號: CN105826063B
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 趙玉林;牛澤晗;趙琦
• 申請（專利權）人: 東北農業大學
• 主分類號: H01F29/04
• 分類號: H01F29/04;H01F27/40;H03K17/72
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 岳泉清

技術領域

本發明涉及一種用于三相配電變壓器的無觸點有載自動正反調壓分接開關。屬于電氣工程技術領域。

背景技術

用電力電子元件作為分接開關，在計算機或者是單片機，DSP控制下，對配電變壓器進行有載調壓，是在一定范圍內，穩定配電變壓器輸出電壓的有效措施。因為電力電子元件具有動作快，變換工作分接頭進行有載調壓時沒有電弧產生，所以具有可頻繁動作，壽命長，特別適用于需要頻繁調節分接頭的配電變壓器使用。但由于電力電子元件耐壓值限制，若在每個分接頭上接上可控硅直接控制其導通狀態進行調壓，則用目前的電力電子元件不采用串聯使用的話僅能做到當電壓變化范圍不超過±5％額定電壓時，將輸出電壓穩定在±2.5％額定電壓范圍內。若要增大調壓范圍，必須采用多個元件串聯，但這必將造成結構復雜，成本上升，且可靠性下降，另外，現在的申請的無觸點有載自動調壓裝置，都是考慮到它的工作原理，而在實用性上卻考慮的不多。比如如果一個電力電子元件損壞了，如何保證變壓器的繼續運行，如何通知變壓器的管理人員，告知分接開關已經出現內部元件損壞，以便在合適時間，進行檢修。

CN201113802Y公開了一種配電變壓器電子式有載自動寬范圍調壓裝置，該裝置采用固態繼電器與磁保持繼電器構成復合開關作為分接開關的主開關，調壓時固態繼電器動作，調壓結束后與處于導通的固態繼電器并聯的磁保持繼電器閉合，此時電流流經磁保持繼電器觸點，避免了流過固態繼電器產生壓降造成的損耗。具有能耗低的優點；采用中性點動態連接方式，使電路連接簡單；整個調壓裝置均放在油箱中，沒有蓄電池，避免了蓄電池液進入變壓器油造成絕緣水平降低的可能性；變換分接頭時直接進行固態繼電器導通狀態的變換，使電路簡單，裝置體積變小，便于安裝應用；特別是采用常閉型固態繼電器作為上電時的啟動元件，使啟動可靠，電路簡單，具有推廣應用價值；同時將控制系統分為高壓和低壓兩部分，高壓側采用有源觸發方式，使其工作可靠性得以提高。但作為實際應用還有以下問題需要解決。

1、分接開關耐壓問題：由于變壓器高壓側工作繞組與沒有投入的調節繞組的耦合作用，各段繞組都有電壓，在三相對稱的情況下，采用各檔位分接開關中性點側不相連的接線方式，各固態繼電器承受的電壓與各級中性點連在一起是一樣的。在現有固態繼電器最高額定電壓為660V的情況下，最高電壓分接頭到最低電壓分接頭之間相電壓也只能做到660V為安全起見，留有一定裕量，只能做到±5％U_N，當然中間可以加密分接頭。

2、雖然采用磁保持繼電器和固態繼電器作為復合開關，但磁保持繼電器導通時，其兩端電壓為零，此時與之并聯的固態繼電器由于其流過的電流小于導通維持電流將處于截止狀態。在變換分接頭磁飽和繼電器開斷時將產生火花，這樣無觸點開關的優點并沒有發揮出來。

3、變換分接開關易產生環流：采用直接變換省去了過渡支路，不用安裝限流電阻，就是在兩個固態繼電器直接進行變換時，為了保證電流的連續性，必須使現截止的固態繼電器先導通，現導通的后關閉，而固態繼電器只有當其流過的電流小于其維持電流時才能關閉。這樣就造成兩個固態繼電器同時導通，將調節繞組短接，造成短路狀態的后果。因此要徹底解決變換分接頭過程中的環流問題。

4、安全問題：控制系統和觸發系統分別安裝于不同控制板，但其仍然位于變壓器的一次側和二次側，兩者之間僅靠光耦隔離器進行高低壓隔離絕對是不夠的。當高壓繞組中開關元件及控制引線被高電壓擊穿時，同樣會導致10kV高壓竄入400V側的事故。

5、保護功能不完善：該方案在某一組電子元件擊穿或磁保持繼電器節點出現焊接無法斷開時，當工作分接頭變換到相鄰分接頭時，就會造成調節繞組短路，發生燒毀調節繞組的現象。

6、無法保證供電可靠性：這種有載調壓變壓器在實際電網運行中，若出現缺相、過電流、短路、過壓及欠壓故障時，僅能使調壓裝置停止調壓，但無法確保配電變壓器繼續供電運行，甚至造成變壓器等設備損壞以及大面積停電事故。

總之，這幾個問題如果沒有得到解決，難以在配電系統中得以實際的推廣。

發明內容

本發明是為了解決因現有電力電子元件耐壓低導致無觸點有載調壓范圍小；因電力電子元件或控制電路元件損壞時導致變壓器停電的問題。現提供三相配電變壓器無觸點有載自動正反調壓分接開關裝置。

三相配電變壓器無觸點有載自動正反調壓分接開關裝置，待調壓的配電變每相繞組均包括一個基本工作繞組W0、一個調節繞組W1和一個調節繞組W2，