[发明专利]一种有载分接开关及其工作方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及电力系统送变电技术领域，特别涉及一种有载分接开关及其方法。

背景技术

电力系统的运行方式随时发生变化，运行方式的变化会引起母线电压的变动。电力系统对母线电压的变动范围有严格的要求，因此，需要调节母线电压的技术。改变变压器分接头的方式进行电压调节最直接。但是，在电力系统输送负荷的过程中，不停电地改变变压器分接头，要求使用技术含量非常高的有载分接开关。

目前世界上主要使用电抗型有载分接开关和电阻型有载分接开关。发明专利号：USP3176089、USP5128605、USP7880341B2是电抗型有载分接开关，发明专利号：USP4081741、USP4520246是电阻型有载分接开关。这两种有载分接开关，在开关切换过程中，都存在切换速度不够快、切换过程会有较大电弧的缺点；使用一段时间以后，需要停电检修；且容易发生故障。为了解决有载分接开关切换过程的电弧问题，USP5594223、USP4301489、USP4201938提出各种措施；但是，结构复杂、操作不方便。为了解决有载分接开关切换速度慢问题，也提出采用大功率电力电子器件代替机械开关的措施；但是，大功率电力电子器件的运行可靠性差，没有得到实际应用。

为了解决上述问题，出现了一种切换速度快、切换过程电弧很小、且可靠性高的有载分接开关。这种有载分接开关采用一种开关特性饱和电抗器，该发明的饱和电抗器长期串联在输电回路工作，必须按照最大额定电流来设计饱和电抗器，因此，体积、重量都比较大。在体积、重量有限制的场合不能应用。并且，饱和电抗器长期串联在输电回路工作，会产生损耗。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种饱和电抗器短暂工作，饱和电抗器体积、重量都比较小，饱和电抗器损耗很小，不会发热的有载分接开关。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

它包括：两个具有开关特性的饱和电抗器，所述的各饱和电抗器有交流线圈作为交流电流通路，有直流线圈作为直流电流通路，所述交流线圈与直流线圈通过闭环铁芯相互作用；其中，有载分接开关输入端子I经一个开关K4连接交流线圈L1的一个端子，有载分接开关输入端子II经另一个开关K7连接交流线圈L3的一个端子；交流线圈L1与交流线圈L3的另一端子则分别与各自对应的全桥整流电路的一个输入端连接，两个全桥整流电路的剩余输入端连接，并作为有载分接开关的输出端子；两个全桥整流电路的输出端分别连接饱和电抗器的直流线圈L2、L4，并形成闭环；在两个全桥整流电路的输入端之间还分别并联一个常开开关K1-1和一个常闭开关K1-2；一个带灭弧功能的开关K3与一个不带灭弧功能的开关K2并联后连接在有载分接开关输入端子I与输出端子之间；另一个带灭弧功能的开关K6与另一个不带灭弧功能的开关K5并联后连接在有载分接开关输入端子II与输出端子之间。

与所述开关K4连接的交流线圈L1的端子与输出端子间还连接有一个电容器C2；与所述开关K7连接的交流线圈L3的端子与输出端子间还连接有另一个电容器C4；所述直流线圈L2和直流线圈L4的两端还分别并联相应的大功率稳压管和电容。

所述有载分接开关从输入端子I导通切换至输入端子II导通的方法为：切换前状态为开关K2、K1-2闭合，开关K1-1、K3、K4、K5、K6、K7开断；第1步，开关K3、K4闭合；第2步，开关K2开断；第3步，开关K3开断；第4步，开关K7闭合；第5步，开关K3开断以后的大于30毫秒小于1秒的时间内，开关K1-1闭合与K1-2开断；第6步，开关K1-1闭合与K1-2开断以后的大于30毫秒小于1秒的时间内，开关K6闭合；第7步，开关K5闭合；第8步，开关K4、K6、K7开断。

所述有载分接开关从输入端子II导通切换至输入端子I导通的方法为：切换前状态为开关K5、K1-1闭合，开关K1-2、K2、K3、K4、K6、K7开断；第1步，开关K6、K7闭合；第2步，开关K5开断；第3步，开关K6开断；第4步，开关K4闭合；第5步，开关K6开断以后的大于30毫秒小于1秒时间内，开关K1-2闭合与K1-1开断；第6步，开关K1-2闭合与K1-1开断以后的大于30毫秒小于1秒的时间内，开关K3闭合；第7步，开关K2闭合；第8步，开关K3、K4、K7开断。