[发明专利]检测有载抽头变换器的真空断路器的故障的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于检测有载抽头变换器中的真空断路器的故障的方法和设备，其中该抽头变换器包括充油外壳、包括可移动触头(MC、RC)的转换器开关(3)以及被配置为通过该转换器开关的可移动触头来将电流断路的至少一个真空断路器(MVI、RVI)。

背景技术

抽头变换器是变压器用来调节电压水平的设备。这是通过使得抽头变换器改变变压器中的绕组匝数来实现的。

有载抽头变换器(OLTC)通常包括转换器开关以及抽头选择器开关，该抽头选择器开关操作为用于实现从一个电压抽头到另一个电压抽头的转换电流的单元。

转换器开关进行电流的完整的有载接通和断开，而抽头选择器预选择该转换器开关将要把负载电流转换到的抽头。抽头选择器无载操作。当来自变压器的功率输出要从一个电压水平变成另一个电压水平时，这通过首先将选择器连接到变压器绕组的与新电压水平相对应的抽头点同时转换器开关仍然从现有电压水平馈电来实现。

因此，选择器的连接在没有电流负载的情况下发生。当将选择器连接到用于新电压水平的抽头时，切换操作然后在转换器开关的辅助之下发生，从而使得输出电流从该变压器的新抽头点流出。当变压器有多个抽头点时，切换通常仅发生于在电压方面彼此接近的两个抽头点之间。如果需要到更远距离位置的调整，那么这必须一步接一步地进行。本文所参考的这种类型的转换器开关通常用于功率控制或配电变压器。OLTC还可以有利地用于其他类型的电气设备的控制，如电力传输或配电产品，如电抗器、工业变压器、移相器、电容器等等。

转换器开关的操作涉及从一个电路到另一个电路的紧接着电弧发生的换向。转换器开关以及全部子系统一起位于油箱中并且浸在油中。有载抽头变换器包括与油在一起的油箱、转换器开关以及子系统。

油箱中的油作为电绝缘体并且作为冷却液来去除OLTC中的生成热量。该油还将熄灭切换期间生成的电弧。在OLTC的操作期间的电弧将污染绝缘油并且磨损开关触头。

为了克服油中的电弧，以前已知的是对于出现电弧的那些切换操作使用真空开关或真空断路器。电气触头磨损和电弧然后将仅出现在真空开关中。对于从电气观点看来合适的程序，向这种类型的转换器开关提供至少一个主支路以及一个电阻支路，他们中的每一个具有真空断路器。

以前从例如US 5,786,552(D0)得知以上类型的转换器开关。因此，其中所述的转换器开关具有一个主支路和一个电阻支路，处于并行连接的稳定状态或者连接到输出线路。每个支路配备有与之串行连接的真空开关和触头。当要进行转换器切换时他们按照明确的顺序操作，在该情况中重要的是确保对于OLTC而言该主支路在电阻支路之前操作，但是对于一些负载断路器而言该主支路不在电阻支路之前操作。这样，可以将主支路在真空开关定标为仅用于负载电流的断开并且使电阻支路的真空开关定标为用于出现的循环电流。在逆序的情况下，主支路的真空开关将被迫断开这些电流的总和并且因此被如此地定标。

US 3,206,569(D1)示出了配备有真空开关的抽头变换器(8)。将该抽头变换器连接到(5)主变压器(1)。该抽头变换器与变压器分离，并且在与变压器相同的容器和液体(图2)或者在独立的容器和独立的液体(图3)中提供该抽头变换器。将用于收集气体的机罩(39)设置于该抽头变换器之上，并且该机罩(39)适用于向气体传感器(40)传送气体。气体传感器(40)是一种用于感测氢气和碳氢气体的传感器。如果真空开关故障(见第5列，第11-25行)，那么触头(9、10)打开并且引起产生气泡的电弧。由传感器检测该气体，该传感器给出警报。这样，该警报指示真空开关故障。

在真空断路器故障的情况中，OLTC中的辅助接触系统能够将电流断开有限次数的操作，这取决于OLTC类型和负载，且可能在10-500次之间。

如果辅助接触系统，即转换器开关的可移动触头，必须断开电流超过限制的次数，则辅助触头被电弧的磨损导致该触头不再能够连接并且引导电流。如果辅助主触头不能连接，那么将发生两件事：

1、主支路断开并且将在电阻电路上携带负载。随着过渡电阻器上的连续的全负载，该电阻器将最终融化并且结果是随着OLTC之中的电弧生长而断开。期望该电弧会被检测到并且应当立即导致OLTC变压器系统的紧急关闭。将导致转换器开关的长时间维修和更换，并且在维修时间期间变压器将离线。

2、辅助触头之上出现直立电弧，其将导致两相之间的短路，该短路将导致两个灾难性的故障(例如爆炸或起火)。如果一个转换器开关足够幸运，那么直立电弧熄灭并且一个转换器开关回到点1。