[发明专利]一种用于高压输电变压器的有载分接开关及其控制方法

说明书

本发明公开了一种用于高压输电变压器的有载分接开关及其控制方法，包括：分接选择器、两个电力电子切换开关及四个机械开关，分接选择器、四个机械开关设置在变压器内部，两个电力电子切换开关设置在变压器外部，四个机械开关对称设置，在变压器处于非切换状态时，第三机械开关和第四机械开关一个闭合一个断开，第一机械开关和第二机械开关的静触点连通第一动触点或第二动触点，两个电力电子切换开关被短接；在变压器处于切换状态时，两个第一电力电子切换开关通过外部触发方式导通。通过实施本发明，当变压器发生故障时产生的冲击电压无需两个电力电子切换开关承受，则两个电力电子切换开关无需串联较多电子元件，整体降低了电力电子元件成本。

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，具体涉及一种用于高压输电变压器的有载分接开关及其控制方法。

背景技术

有载分接开关(On load tap changer，简称OLTC)是电力变压器完成调压的核心组件。变压器有载调压技术是稳定电压的重要手段，即在不断电的情况下，有载分接开关将变压器由一个分接头切换到另一个分接头来调节变压器绕组的有效匝数，以达到调压的目的。目前，国内从10～500kV的各级电力变压器中，90％以上都装有载分接开关，这些有载分接开关都是机械式的。由于机械式有载分接开关存在动作部件众多，切换时间较长，一旦相邻机械切换的时序误差超过预设值，将导致电弧熄灭困难，引起分接开关上百千安的电弧放电，极易造成爆炸起火。针对现有问题，采用电力电子元件代替机械式有载分解开关成为研究的热点，从技术上主要包括纯电力电子和机械电力电子混合式两种路线。

采用纯电力电子式有载分接开关替代机械式开关，其开关过程无弧，动作迅速，但是使用电力电子器件数量多、造价高，电力电子器件长期通流需要配置额外水冷设备，损耗大，可靠性低。纯电力电子式有载分接开关处于理论研究阶段。

采用机械及电力电子混合式有载分接开关，通过半控电力电子元件代替机械切换开关，使开关过程无弧，延长有载分接开关使用寿命。但是传统混合式有载分接开关电力电子元件在稳态运行过程中长期耐受电压应力，需要串联数量多等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种用于高压输电变压器的有载分接开关及其控制方法，以解决现有机械式有载分接开关或机械电力电子式混合方式有载分接开关难以同时满足高压变压器长期可靠运行问题。

本发明实施例提供的技术方案如下：

本发明实施例第一方面提供一种用于高压输电变压器的有载分接开关，包括：分接选择器、第一电力电子切换开关、第二电力电子切换开关、第一机械开关、第二机械开关、第三机械开关以及第四机械开关，所述分接选择器、第一机械开关、第二机械开关、第三机械开关以及第四机械开关设置在变压器内部，所述第一电力电子切换开关和第二电力电子切换开关设置在变压器外部，所述分接选择器连接变压器调压绕组；所述第一机械开关的静触点连接所述第一电力电子切换开关的一端，所述第一机械开关的第一动触点连接所述分接选择器的第一端，所述第一机械开关的第二动触点连接所述分接选择器的第二端；所述第二机械开关的静触点连接所述第二电力电子切换开关的一端，所述第二机械开关的第一动触点连接所述分接选择器的第一端，所述第二机械开关的第二动触点连接所述分接选择器的第二端；所述第一电力电子切换开关的另一端连接所述第二电力电子切换开关的另一端及有载分接开关的输出端；所述第三机械开关的一端连接所述分接选择器的第一端，所述第三机械开关的另一端连接所述第一电力电子切换开关的另一端；所述第四机械开关的一端连接所述分接选择器的第二端，所述第四机械开关的另一端连接所述第二电力电子切换开关的另一端；在变压器处于非切换状态时，所述第三机械开关处于闭合状态且所述第四机械开关处于断开状态，或者，所述第三机械开关处于断开状态且所述第四机械开关处于闭合状态；所述第一机械开关和第二机械开关的静触点连通第一动触点或第二动触点，所述第一电力电子切换开关、第二电力电子切换开关处于被短接状态；在变压器处于切换状态时，所述第一电力电子切换开关和第二电力电子切换开关通过外部触发方式导通，完成分接选择器两个端子之间的切换。