[发明专利]一种无弧有载分接开关切换器及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统送变电技术领域，特别涉及一种无弧有载分接开关切换器及其方法。

背景技术

电力设备输入电压不稳定，将造成电力设备使用寿命缩短。电力系统电压可能偏离额定值，过高的电压将造成电能损耗加大、效率降低。改变电力变压器分接头的方式进行电压调节是电力部门广泛采用的调压措施。在变压器有负荷电流(有载)的条件下，把变压器某一个电压的分接头切换为另一个电压的分接头，且保证切换过程电力用户不停电，需要使用高技术含量的有载分接开关来实现。

有载分接开关由分接选择器和切换器组成。有载分接开关的分接选择器的工作原理是公开知识；有载分接开关的特点在于切换器，所谓有载分接开关一般指有载分接开关的切换器(切换开关)。

目前，世界上工程应用的有载分接开关，其操作过程都会产生电弧。开关操作过程产生电弧对有载分接开关的使用寿命不利，需要定期维修。晶闸管发明以来，不断有利用晶闸管电路提高有载分接开关性能的文献报道，例如：US8669746B2,US8519682B2,US8203319B2。但是，现有提出的各种无弧有载分接开关方案，其可靠性都不能满足要求。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供可靠性高的无弧有载分接开关切换器及其方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种无弧有载分接开关切换器，它包括：切换器端子I、II，公共端子，以及连接在端子I与公共端子间的主开关K11，连接端子II与公共端子间的主开关K12，所述主开关K11并联晶闸管辅助开关II，主开关K12并联晶闸管辅助开关III；此外还有切换过渡回路，切换过渡回路由转换开关K13、过渡电阻R以及晶闸管辅助开关I串联而成，串联后一端接公共端子，另一端的转换开关K13分别在端子I、II间切换连接；通过主开关K11、晶闸管辅助开关II、晶闸管辅助开关I、晶闸管辅助开关III、主开关K12的顺序或反序开闭及转换开关K13在端子I、II间的切换和各开关的开闭时间，完成无弧切换。

所述各晶闸管辅助开关结构相同，由一对反向并联的晶闸管D1、D2形成主回路；

晶闸管D1、D2的门极之间串接开关K10，通过控制开关K10来控制晶闸管D1、D2的导通或截止，从而实现对相应晶闸管辅助开关的导通或截止。

所述晶闸管D1、D2两端并联有串联的电阻R1与电容C1，实现晶闸管D1、D2导通与截断过程的振荡阻尼，防止晶闸管D1、D2两端的电压升高过快造成的误导通。

所述晶闸管D1、D2的门极与阴极之间并联的电阻、电容组成的保护电路。

所述晶闸管D1、D2的门极与阴极之间分别并联由二极管组成的反向电流通路，保护门极与阴极不被反向电压击穿。

所述开关K10与反向串联的稳压二极管D5、D6串联，该串联电路再串接在晶闸管D1、D2的门极之间，所述稳压二极管D5与稳压二极管D6的稳定电压等于1～5V。

一种采用无弧有载分接开关切换器的切换方法，其切换步骤为：

在有载分接开关切换器端子I与公共端子导通，切换为端子II与公共端子导通的方法是：

切换前，主开关K11闭合，主开关K12断开，转换开关K13连接端子I；晶闸管辅助开关I,晶闸管辅助开关II,晶闸管辅助开关III断开；

(1)转换开关K13切换至端子II，晶闸管辅助开关II闭合；

(2)主开关K11断开；

(3)晶闸管辅助开关I闭合；

(4)晶闸管辅助开关II断开；

(5)晶闸管辅助开关III闭合；

(6)主开关K12闭合；

(7)晶闸管辅助开关I，晶闸管辅助开关III断开；

(8)操作完毕；

在有载分接开关切换器端子II与公共端子导通，切换为端子II与公共端子导通的方法步骤与上面的相同，仅是将各开关动作顺序进行相应调整即可。

所述第(4)步与第(5)步的时间间隔需大于10毫秒；第(3)步与第(5)步的时间间隔需小于40毫秒。

一种采用无弧有载分接开关切换器的切换方法，其切换步骤为：

在有载分接开关切换器端子I与公共端子导通，切换为端子II与公共端子导通的方法是：

切换前，主开关K11闭合，主开关K12断开，转换开关K13连接端子I；晶闸管辅助开关I,晶闸管辅助开关II,晶闸管辅助开关III断开；

(1)晶闸管辅助开关I闭合，晶闸管辅助开关II闭合；