[发明专利]一种变压器一体式无弧有载分接开关

说明书

技术领域

本发明涉及变压器调压技术领域，更具体涉及一种变压器一体式无弧有载分接开关。

背景技术

在现有技术中，运行中的配电变压器，由于一次侧电压、负载大小和性质的变化，二次侧电压可能会有较大的变化。我国配电变压器覆盖35kV以下电压等级，为了使负载电压维持在规定范围，保证用电设备的正常需要，必须对配电变压器进行调压。

变压器有载调压的基本原理是从变压器某一侧，一般为高压侧的线圈中引出若干分接头，通过有载分接开关，在不切断负荷电流的情况下，由一个分接头切换至另一分接头，以变换有效匝数，达到调节电压目的。有载调压变压器由二部分构成，一部分是变压器本体，与通常变压器不同的是引出多个抽头，另一部分是有载分接开关，可分别由不同厂家供货再组装获得。

常用变压器有载分接开关有机械式和真空式两大类。机械式有载分接开关有一体式和分体式两种结构。

一体式机械有载分接开关中绕组抽头直接围成一圆形体，每个抽头构成一个静触头。动触头由带过渡电阻的触头和直通触头构成，可采用单过渡电阻、双过渡电阻或多过渡电阻型式，动触头由切换开关驱动电机拖动实现静触头切换。

分体式机械有载分接开关由开关选择器和切换开关构成。开关选择器由两个圆环组成，分别连接单数和双数抽头，由分接选择器驱动电机拖动分接选择器动触头分别连通一个抽头，分接选择器两个动触头输出作为切换开关的两个静触头，每个静触头安装过渡电阻，构成双电阻结构，稳态时只有一个触头与输出电缆连接。切换开关的动触头只有一个直通触头，由切换开关驱动电机拖动由一个静触头切换至另一静触头。

真空分接开关一般采用分体式结构，由分接选择器切换绕组抽头。切换开关的静触头分别连接一只真空开关，两静触头之间安装一只过渡真空开关，过渡真空开关与其中一个静触头之间安装过渡电阻。三只真空开关输出有两种结构：固定连接和移动连接。固定连接方式中三只真空开关输出可短接后与绕组固定连接，只通过控制真空开关实现电流在不同抽头转移。移动连接方式采用一个动触头，动触头只有一个直通触头，由切换开关驱动电机拖动由一个静触头切换至另一静触头，移动过程中实时判断动触头位置实现真空开关的断合控制，保证变压器绕组不开路，绕组抽头不短路。

现有技术存在的问题有：机械式分接开关在抽头切换过程中产生电弧，引起触头烧蚀；真空分接开关采用固定式结构时断态真空开关一直承受电压，需按系统电压设计，当采用移动式结构时由于真空开关断合时间慢，动触头的运动速度需与之配合，不易控制；并且上述分接开关都需要过渡电阻，增加损耗。

目前有一种全电子式分接开关结构，由晶闸管等电力电子器件构成电子开关，每个变压器绕组抽头连接一只电子开关，通过一定的时序控制实现抽头切换，并且不需要过渡电阻。该方案对电子开关耐压要求高，结构复杂，价格昂贵。

还有一种机电混合式分接开关结构，相当于将机械式分接开关的双过渡电阻分别用反并联的晶闸管代替，通过控制晶闸管的断合与直通触头的移动位置配合实现抽头切换。该方案中由于晶闸管是半控器件，在动触头移动时实现晶闸管通断的时序配合比较困难。

此外，还有另一种机电混合式分接开关机构，相当于将机械式分接开关的双过渡电阻分别用两只反串联的电力电子开关代替，通过控制电力电子开关的断合与直通触头的移动位置配合实现抽头切换。该方案中电力电子开关采用IGBT或MOSFET等全控器件。

上述两种机电混合式结构在切换过程中，电力电子开关如果出现故障，故障后为短路状态时，会使绕组短路，此情况已有解决方案；但是故障后为开路状态时，会使整个调压侧线圈全部电压加在电力电子开关两端，将其击穿，并烧毁控制部分。

针对这种故障，存在另一种结构是在此基础上在电力电子开关两端并联过渡电阻，当电力电子开关出现故障结果为开路时，仍可以按常规有载分接开关使用。该方案在切换过程中仍然存在拉弧过程，无法实现有载分接开关的无弧化。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何实现变压器有载切换过程的无弧化，同时在切换过程中出现短路或开路的情况能够不损坏器件，及时停止切换过程。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种变压器一体式无弧有载分接开关，包括与变压器抽头连接的静触头、与变压器出线端子连接的由电机驱动的动触头，其还包括控制回路；