[发明专利]一种具备频繁开断能力的调压调容开关设计方法

说明书

本发明公开了一种具备频繁开断能力的调压调容开关设计方法，它包括：步骤1、高压侧调容开关设计：调容变压器进行大小容量的调容操作时，对调容开关的耐压要求高；因此以通过设计器件结构进而增加器件的耐压水平以及降低所需成本作为设计原则设计高压侧调容开关；步骤2、低压侧调容调压开关设计：调容变压器进行大小容量的调容操时作，低压侧电压等级低，所需调容开关的耐压要求低，因此设计双SCR结构作为低压侧调容调压开关；解决了采用调容变压器可以根据负荷需求调整变压器的容量，但现有的调容变压器采用机械开关，频繁调节开关容易造成变压器油快速劣化和降低绝缘性能，且容易受到三相不平衡的影响等技术问题。

技术领域

本发明属于开关控制技术，尤其涉及一种具备频繁开断能力的调压调容开关设计方法。

背景技术

作为配电网核心装备之一的配电变压器量多面广，其损耗约占总发电量的2 %，占电力系统总损耗的30 %左右。其性能水平直接影响到电能质量、电量、电价以及相应的经济效益。受到地区人口组成，产业结构，居民生活生产方式的影响，不同地区电网存在着周期性的日、周、年负荷特性，峰谷值差异明显，峰值往往数值大但持续较短，如春节务工返乡的导致的年度性负荷激增、中小学附近台区的放学时段负荷明显波动等。若按照平时负荷配置变压器，则会造成变压器在节假日、冬季、农忙、烤烟、烤酒等场景下超容量运行，甚至烧损配电变压器，造成资产的损失和可靠性降低；若按高峰负荷配置变压器，则会出现“大马拉小车”现象，轻载时损耗过大，影响电网运行的经济性。由于地区负荷特性存在周期性负荷波动，对电网的安全、节能、稳定运行造成了很大的影响，对供电可靠性和运行经济性来说会有较大影响。现阶段，现有技术一般采用的方法为：在用电高峰前期，加设一台变压器以备用电负荷的突增，但是需停电安装和卸载，同时场地常常受限，也容易造成资源浪费；采用高过载变压器可以一定程度缓解负荷激增的压力，但高过载配变1.75 倍过载仅允许1.5 小时，2 倍过载仅允许1 小时，难以满足绝大多数负荷特性；采用调容变压器可以根据负荷需求调整变压器的容量，但现有的调容变压器采用机械开关，频繁调节开关容易造成变压器油快速劣化和降低绝缘性能，且容易受到三相不平衡的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种具备频繁开断能力的调压调容开关设计方法，以解决采用调容变压器可以根据负荷需求调整变压器的容量，但现有的调容变压器采用机械开关，频繁调节开关容易造成变压器油快速劣化和降低绝缘性能，且容易受到三相不平衡的影响等技术问题。

本发明采取的技术方案为：

一种具备频繁开断能力的调压调容开关设计方法，它包括：

步骤1、高压侧调容开关设计：调容变压器进行大小容量的调容操作时，对调容开关的耐压要求高；因此以通过设计器件结构进而增加器件的耐压水平以及降低所需成本作为设计原则设计高压侧调容开关；

步骤2、低压侧调容调压开关设计：调容变压器进行大小容量的调容操时作，低压侧电压等级低，所需调容开关的耐压要求低，因此设计双SCR结构作为低压侧调容调压开关。

所述高压侧调容开关由两个功率二极管、两个IGBT和两个均压电阻组成。

高压侧调容开关工作原理为：I1、I2同时导通，当电流从左往右流动时，由于G1反向截止电流经I1-G2流过；当电流从右往左流动时，由于G2反向截止电流经I2-G1流过。

所述功率二极管是在PN结上加装引线以及封装形成的，具有单向导电性。

所述IGBT是由MOSFET和GTR复合而成的电力电子开关器件，开通和关断由栅极和发射极间的电压决定，电压为正且大于开启电压则开通，电压为负或不加电压时则关断。

双SCR结构为二个晶闸管反向并联组成。