[发明专利]一种用于验证电力变压器切换开关性能的电路及方法

说明书

本发明提供一种用于验证电力变压器分接开关切换开关性能的电路及方法，将第一直流电源DC1，第一二极管D1，第二二极管D2，第一联动开关DK1，第一电容器C1、第一电阻R1和第一电感L1，及第一晶闸管模块SCR1和第二晶闸管模块SCR2组成通态工作单元；将第二直流电源DC2，第三二极管D3，第四二极管D4，第二联动开关DK2，第二电容器C2、第二电阻R2和第二电感L2，及第三晶闸管模块SCR3和第四晶闸管模块SCR4组成断态工作单元；负载电阻R_p和切换开关K_EUT并联连接在通态工作单元和断态工作单元之间，综合控制通态工作单元和断态工作单元施加电流和电压的时序及极性转化，使切换开关K_EUT经受承载和开断不同极性电流的能力考核、耐受不同极性电压考核和合闸冲击电流试验考核。

技术领域

本发明涉及一种高电压和大电流的电气合成试验电路，具体涉及一种用于验证变压器切换开关性能的电路及方法，以及一种针对有载分接开关用晶闸管模块综合施加电流和电压的试验电路和方法。

背景技术

分接开关是变压器或者换流变的核心组部件，其质量和性能直接决定了变压器或者换流变的运行可靠性。其中,分接开关中的切换开关也称切换芯子，是承载、通断负荷电流的一种开关装置。切换开关的结构复杂，涉及的组部件种类繁多，在正常切换过程中同时需要承受级电压和负荷电流，同时动作次数频繁，并严格保证切换过程中过渡支路的通断时序。目前，分接开关中的切换开关包括油式灭弧开关、真空开关。随着半导体元件的发展，晶闸管、IGBT等功率器件也逐渐在切换开关中得到应用。

针对有载分接开关用切换元件，本专利目的就是建立综合施加电流和电压的试验方法和电路，加大切换开关元件的试验验证和考核，大幅提升分接开关的运行可靠性，对保障电网安全运行具有重要意义。

当前国内外关于分接开关标准IEC 60214.1《Tap Changer Part1:Performancerequirements and test methods》、GB 10230.1《分接开关第1部分：性能要求和试验方法》规定了有载分接开关工作负荷和开断容量试验的AC模拟试验方法及电路，主要有变压器法、电阻法、补偿法、谐振法。上述试验电路和方法需要建立大功率试验站和大型变电设备，结构复杂，投资高；适合用于分接开关整机试验或型式试验。用于分接开关中的切换开关等部件的试验考核时，试验效率低和成本偏高。

基于上述问题，IEC 60214.1附录E、GB 10230.1标准在附录D中推荐了一种新型的真空型分接开关工作负载的合成试验电路及方法。与传统大容量试验相比，该电路可将分接开关承受的大电流和高电压分别施加在被试品切换元件上，并通过采用晶闸管作为正负极性转化的元件。该电路具有成本低，试验效率高的特点。同时，由于采用晶闸管作为正负极性切换元件，其负载接入电路较为复杂。试验过程中涉及4个晶闸管开关的时序控制，控制难度高。试验过程中涉及4个晶闸管开关需要经受较高的电压和电流应力，试验回路可靠性低。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种用于验证电力变压器分接开关切换开关性能的电路及方法，采用不同极性的大电流和高电压组合方式，在电源侧通过机械开关切换实现施加大电流和电压。

本发明的目的在于提供一种针对有载分接开关用切换开关元件电气合成试验电路。本发明按照有载分接开关用切换元件的实际工况，综合控制施加电流和电压的时序及极性，实现对关键切换元件所承受电气应力的试验考核。在整个试验过程中切换元件K_EUT经受一次承载和开断电流的能力考核后，立即进入耐受电压考核，并完成了一次合闸冲击电流试验考核。

所述试验电路包括通态工作单元、断态工作单元、负载电阻和切换开关。所述试验电路由通态工作单元与断态工作单元并联组成，负载电阻R_p和切换开关K_EUT并联连接在通态工作单元和断态工作单元之间。如附图1。