[实用新型]基于二极管和高速真空开关串联组合的混合式无弧开关

说明书

技术领域

本实用新型属于变压器技术领域，具体是关于无弧开关的变压器调压 技术，本实用新型中尤指基于二极管和高速真空开关串联组合的混合式无 弧开关。

背景技术

电力变压器的分接开关是用来调节变压器输出电压的。由于电力系统电网中各处的电压不是完全相同的，为了使得变压器无论安装在电网什么 位置都能输出额定电压，就在变压器的高压绕组设置了多次抽头，并将抽 头接到分接开关上，通过开关与电网相连。这样，可以通过分接开关与不 同的变压器绕组抽头连接来改变变压器高低压绕组的匝数比，从而达到调 节变压器输出电压的目的。分接开关有无载调节和有载调节两种，前者只 能在变压器于电网脱开后调节分接开关位置，而后者可以在变压器运行工 况中调节分接头位置。

传统上，机械构件与电动机构结合状态下的变压器有载调压分接开关 存在的大量的问题与缺陷，其中以较高的故障率以及较慢的响应动作为 主。更关键的是：在变压器调压过程当中，受到电弧作用力因素的影响， 极有可能致使触头出现烧蚀等方面的问题，不但会致使油体污染方面的问 题产生(油浸变压器)，同时也在很大程度上制约着变压器功能的实现。 而在引入大功率电力电子开关应用于有载分接开关时，可满足调压运行的 无弧化特点，且具有切换速度快从而达到提高电力调压响应速度水平之目 的，但也存在器件使用数量较多从而应用成本高，器件长期连续导通有电 流通过则通态损耗高，如需配冷却系统则进一步增加设备造价和运行成 本，此外电力电子器件长期发热运行状况下存在可靠性问题。且受到制造 成本、运行可靠性等多个方面因素的影响，导致该技术无法在实际应用中 加以落实。

但是，随着电力电子技术的发展与完善，电力系统对于相关技术的应 用更加的完善，从而使得变压器无弧有载调压方案的可行性更加突出。

实用新型内容

本实用新型即针对上述问题提出较好的解决方案，提供一种基于二极 管和高速真空开关串联组合的混合式无弧开关。这种新形势下的混合式无 弧开关的切换控制模式，对于变压器的有载调压具有更大的保障性，并克 服了电力电子器件由于长期连续导通造成的高通态损耗问题。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种基于二极管和 高速真空开关串联组合的混合式无弧开关，所述开关包括两个二极管和三 个高速真空开关，其中二极管(D1)和高速真空开关(K1)串联、二极管 (D2)和高速真空开关(K3)串联，这两条串联电路同时与高速真空开关 (K2)组成并联电路，且二极管(D1)和二极管(D2)在并联电路中互为 反方向；所述并联电路的两个对外连接端分别作为输入和输出。

所述高速真空开关(K1，K2，K3)的选型为：BMK系列，分、合时间 不大于3ms。

所述二极管(D1，D2)的选型为：BMD系列。

所述开关的关合和开断过程为：

设电流由连接端(a)流向连接端(b)时为参考正方向；并设电流为 正方向时，二极管(D1)和高速真空开关(K1)的串联电路不能导通，而 二极管(D2)和高速真空开关(K3)的串联电路能导通，

此时关合切换过程为：

当测得电流为正向时，首先合上高速真空开关(K1)，断开真空开关 (K3)，然后进而合上高速真空开关(K2)和高速真空开关(K3)，开关则 进入稳态运行工况；

当测得电流为反向时，则首先合上高速真空开关(K3)，断开真空开 关(K1)，然后进而合上高速真空开关(K2)和高速真空开关(K1)，开关 进入稳态运行工况；

此时开断切换过程为：

测得电流为正向时，首先断开高速真空开关(K2)，然后断开高速真 空开关(K1)，在电流过零关断时即断开高速真空开关(K3)；