[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于驗(yàn)證電力變壓器切換開(kāi)關(guān)性能的電路及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011379536.0
• 申請(qǐng)日: 2020-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112698191A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李鵬;劉赫;賈鵬飛;陳沒(méi);李志遠(yuǎn);高飛;董勤曉;李國(guó)富;余輝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/327
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/327
• 代理公司: 北京工信聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11266
• 代理人: 夏德政

本發(fā)明提供一種用于驗(yàn)證電力變壓器分接開(kāi)關(guān)切換開(kāi)關(guān)性能的電路及方法，將第一直流電源DC1，第一二極管D1，第二二極管D2，第一聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)DK1，第一電容器C1、第一電阻R1和第一電感L1，及第一晶閘管模塊SCR1和第二晶閘管模塊SCR2組成通態(tài)工作單元；將第二直流電源DC2，第三二極管D3，第四二極管D4，第二聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)DK2，第二電容器C2、第二電阻R2和第二電感L2，及第三晶閘管模塊SCR3和第四晶閘管模塊SCR4組成斷態(tài)工作單元；負(fù)載電阻R_p和切換開(kāi)關(guān)K_EUT并聯(lián)連接在通態(tài)工作單元和斷態(tài)工作單元之間，綜合控制通態(tài)工作單元和斷態(tài)工作單元施加電流和電壓的時(shí)序及極性轉(zhuǎn)化，使切換開(kāi)關(guān)K_EUT經(jīng)受承載和開(kāi)斷不同極性電流的能力考核、耐受不同極性電壓考核和合閘沖擊電流試驗(yàn)考核。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高電壓和大電流的電氣合成試驗(yàn)電路，具體涉及一種用于驗(yàn)證變壓器切換開(kāi)關(guān)性能的電路及方法，以及一種針對(duì)有載分接開(kāi)關(guān)用晶閘管模塊綜合施加電流和電壓的試驗(yàn)電路和方法。

背景技術(shù)

分接開(kāi)關(guān)是變壓器或者換流變的核心組部件，其質(zhì)量和性能直接決定了變壓器或者換流變的運(yùn)行可靠性。其中,分接開(kāi)關(guān)中的切換開(kāi)關(guān)也稱(chēng)切換芯子，是承載、通斷負(fù)荷電流的一種開(kāi)關(guān)裝置。切換開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涉及的組部件種類(lèi)繁多，在正常切換過(guò)程中同時(shí)需要承受級(jí)電壓和負(fù)荷電流，同時(shí)動(dòng)作次數(shù)頻繁，并嚴(yán)格保證切換過(guò)程中過(guò)渡支路的通斷時(shí)序。目前，分接開(kāi)關(guān)中的切換開(kāi)關(guān)包括油式滅弧開(kāi)關(guān)、真空開(kāi)關(guān)。隨著半導(dǎo)體元件的發(fā)展，晶閘管、IGBT等功率器件也逐漸在切換開(kāi)關(guān)中得到應(yīng)用。

針對(duì)有載分接開(kāi)關(guān)用切換元件，本專(zhuān)利目的就是建立綜合施加電流和電壓的試驗(yàn)方法和電路，加大切換開(kāi)關(guān)元件的試驗(yàn)驗(yàn)證和考核，大幅提升分接開(kāi)關(guān)的運(yùn)行可靠性，對(duì)保障電網(wǎng)安全運(yùn)行具有重要意義。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)外關(guān)于分接開(kāi)關(guān)標(biāo)準(zhǔn)IEC 60214.1《Tap Changer Part1:Performancerequirements and test methods》、GB 10230.1《分接開(kāi)關(guān)第1部分：性能要求和試驗(yàn)方法》規(guī)定了有載分接開(kāi)關(guān)工作負(fù)荷和開(kāi)斷容量試驗(yàn)的AC模擬試驗(yàn)方法及電路，主要有變壓器法、電阻法、補(bǔ)償法、諧振法。上述試驗(yàn)電路和方法需要建立大功率試驗(yàn)站和大型變電設(shè)備，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資高；適合用于分接開(kāi)關(guān)整機(jī)試驗(yàn)或型式試驗(yàn)。用于分接開(kāi)關(guān)中的切換開(kāi)關(guān)等部件的試驗(yàn)考核時(shí)，試驗(yàn)效率低和成本偏高。

基于上述問(wèn)題，IEC 60214.1附錄E、GB 10230.1標(biāo)準(zhǔn)在附錄D中推薦了一種新型的真空型分接開(kāi)關(guān)工作負(fù)載的合成試驗(yàn)電路及方法。與傳統(tǒng)大容量試驗(yàn)相比，該電路可將分接開(kāi)關(guān)承受的大電流和高電壓分別施加在被試品切換元件上，并通過(guò)采用晶閘管作為正負(fù)極性轉(zhuǎn)化的元件。該電路具有成本低，試驗(yàn)效率高的特點(diǎn)。同時(shí)，由于采用晶閘管作為正負(fù)極性切換元件，其負(fù)載接入電路較為復(fù)雜。試驗(yàn)過(guò)程中涉及4個(gè)晶閘管開(kāi)關(guān)的時(shí)序控制，控制難度高。試驗(yàn)過(guò)程中涉及4個(gè)晶閘管開(kāi)關(guān)需要經(jīng)受較高的電壓和電流應(yīng)力，試驗(yàn)回路可靠性低。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種用于驗(yàn)證電力變壓器分接開(kāi)關(guān)切換開(kāi)關(guān)性能的電路及方法，采用不同極性的大電流和高電壓組合方式，在電源側(cè)通過(guò)機(jī)械開(kāi)關(guān)切換實(shí)現(xiàn)施加大電流和電壓。

本發(fā)明的目的在于提供一種針對(duì)有載分接開(kāi)關(guān)用切換開(kāi)關(guān)元件電氣合成試驗(yàn)電路。本發(fā)明按照有載分接開(kāi)關(guān)用切換元件的實(shí)際工況，綜合控制施加電流和電壓的時(shí)序及極性，實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵切換元件所承受電氣應(yīng)力的試驗(yàn)考核。在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中切換元件K_EUT經(jīng)受一次承載和開(kāi)斷電流的能力考核后，立即進(jìn)入耐受電壓考核，并完成了一次合閘沖擊電流試驗(yàn)考核。

所述試驗(yàn)電路包括通態(tài)工作單元、斷態(tài)工作單元、負(fù)載電阻和切換開(kāi)關(guān)。所述試驗(yàn)電路由通態(tài)工作單元與斷態(tài)工作單元并聯(lián)組成，負(fù)載電阻R_p和切換開(kāi)關(guān)K_EUT并聯(lián)連接在通態(tài)工作單元和斷態(tài)工作單元之間。如附圖1。