[发明专利]三相配电变压器无触点有载自动正反调压分接开关装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于三相配电变压器的无触点有载自动正反调压分接开关。属于电气工程技术领域。

背景技术

用电力电子元件作为分接开关，在计算机或者是单片机，DSP控制下，对配电变压器进行有载调压，是在一定范围内，稳定配电变压器输出电压的有效措施。因为电力电子元件具有动作快，变换工作分接头进行有载调压时没有电弧产生，所以具有可频繁动作，寿命长，特别适用于需要频繁调节分接头的配电变压器使用。但由于电力电子元件耐压值限制，若在每个分接头上接上可控硅直接控制其导通状态进行调压，则用目前的电力电子元件不采用串联使用的话仅能做到当电压变化范围不超过±5％额定电压时，将输出电压稳定在±2.5％额定电压范围内。若要增大调压范围，必须采用多个元件串联，但这必将造成结构复杂，成本上升，且可靠性下降，另外，现在的申请的无触点有载自动调压装置，都是考虑到它的工作原理，而在实用性上却考虑的不多。比如如果一个电力电子元件损坏了，如何保证变压器的继续运行，如何通知变压器的管理人员，告知分接开关已经出现内部元件损坏，以便在合适时间，进行检修。

CN201113802Y公开了一种配电变压器电子式有载自动宽范围调压装置，该装置采用固态继电器与磁保持继电器构成复合开关作为分接开关的主开关，调压时固态继电器动作，调压结束后与处于导通的固态继电器并联的磁保持继电器闭合，此时电流流经磁保持继电器触点，避免了流过固态继电器产生压降造成的损耗。具有能耗低的优点；采用中性点动态连接方式，使电路连接简单；整个调压装置均放在油箱中，没有蓄电池，避免了蓄电池液进入变压器油造成绝缘水平降低的可能性；变换分接头时直接进行固态继电器导通状态的变换，使电路简单，装置体积变小，便于安装应用；特别是采用常闭型固态继电器作为上电时的启动元件，使启动可靠，电路简单，具有推广应用价值；同时将控制系统分为高压和低压两部分，高压侧采用有源触发方式，使其工作可靠性得以提高。但作为实际应用还有以下问题需要解决。

1、分接开关耐压问题：由于变压器高压侧工作绕组与没有投入的调节绕组的耦合作用，各段绕组都有电压，在三相对称的情况下，采用各档位分接开关中性点侧不相连的接线方式，各固态继电器承受的电压与各级中性点连在一起是一样的。在现有固态继电器最高额定电压为660V的情况下，最高电压分接头到最低电压分接头之间相电压也只能做到660V为安全起见，留有一定裕量，只能做到±5％U_N，当然中间可以加密分接头。

2、虽然采用磁保持继电器和固态继电器作为复合开关，但磁保持继电器导通时，其两端电压为零，此时与之并联的固态继电器由于其流过的电流小于导通维持电流将处于截止状态。在变换分接头磁饱和继电器开断时将产生火花，这样无触点开关的优点并没有发挥出来。

3、变换分接开关易产生环流：采用直接变换省去了过渡支路，不用安装限流电阻，就是在两个固态继电器直接进行变换时，为了保证电流的连续性，必须使现截止的固态继电器先导通，现导通的后关闭，而固态继电器只有当其流过的电流小于其维持电流时才能关闭。这样就造成两个固态继电器同时导通，将调节绕组短接，造成短路状态的后果。因此要彻底解决变换分接头过程中的环流问题。

4、安全问题：控制系统和触发系统分别安装于不同控制板，但其仍然位于变压器的一次侧和二次侧，两者之间仅靠光耦隔离器进行高低压隔离绝对是不够的。当高压绕组中开关元件及控制引线被高电压击穿时，同样会导致10kV高压窜入400V侧的事故。

5、保护功能不完善：该方案在某一组电子元件击穿或磁保持继电器节点出现焊接无法断开时，当工作分接头变换到相邻分接头时，就会造成调节绕组短路，发生烧毁调节绕组的现象。

6、无法保证供电可靠性：这种有载调压变压器在实际电网运行中，若出现缺相、过电流、短路、过压及欠压故障时，仅能使调压装置停止调压，但无法确保配电变压器继续供电运行，甚至造成变压器等设备损坏以及大面积停电事故。

总之，这几个问题如果没有得到解决，难以在配电系统中得以实际的推广。

发明内容

本发明是为了解决因现有电力电子元件耐压低导致无触点有载调压范围小；因电力电子元件或控制电路元件损坏时导致变压器停电的问题。现提供三相配电变压器无触点有载自动正反调压分接开关装置。

三相配电变压器无触点有载自动正反调压分接开关装置，待调压的配电变每相绕组均包括一个基本工作绕组W0、一个调节绕组W1和一个调节绕组W2，