CN101430967A - 晶闸管电阻过渡切换有载分接开关 - Google Patents
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Abstract
晶闸管电阻过渡切换有载分接开关，包含一切换电路，其特征在于，所述切换电路包括晶闸管切换开关电路和过渡晶闸管开关与过渡电阻构成的过渡电阻支路。本发明晶闸管电阻过渡切换有载分接开关与现有的机械开关电阻过渡切换有载分接开关比较有如下优点：1.实现了无弧切换，开关的电寿命不受切换次数的限制。2.在切换的过程中，每个机械开关的动触头在与定触头断开或接通时的电压不超过晶闸管的导通压降(1伏至2伏)；而传统电阻过渡有载分接开关的恢复电压可达1倍或以上的级电压。两者之间机械开关承担的任务大为不同。3.减少了维护和保养的工作量和成本。
Description
背景技术
本发明涉及变压器有载分接开关技术领域，特别涉及晶闸管电阻过渡切换有载分接开关。
背景技术
电阻过渡、机械开关触头切换的变压器有载分接开关自八十多年以前德国人研制成功以来，这种技术沿用到今。现有的电阻过渡、机械开关触头切换有载分接开关有如下的不足：
1、切换时由于机械开关触头在变压器正弦波电流的随机时刻开断，会产生电弧烧损，这使开关的电寿命短，容易发生供电故障。
2、切换开关触头产生的拉弧容易污染切换开关油室内的变压器油，缩短了保养周期，增加了维修工作量和维修产生的物质损耗。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供晶闸管电阻过渡切换有载分接开关，以解决现有的电阻过渡、机械开关触头切换有载分接开关所存在的诸多不足之处。
本发明所要解决的技术问题可通过以下技术方案来实现：
晶闸管电阻过渡切换有载分接开关，包含一切换电路，其特征在于，所述切换电路包括晶闸管切换开关电路和过渡晶闸管开关与过渡电阻构成的过渡电阻支路。
所述晶闸管切换开关电路中的晶闸管切换开关和过渡晶闸管开关均采用晶闸管反并联交流开关。
本发明的晶闸管电阻过渡切换有载分接开关的特性如下：
1、机械开关长期通流，晶闸管开关无电弧切换，晶闸管可不装散热器。
2、从晶闸管的阳极引入电压通过小电流机械开关直接控制门极触发晶闸管开通，结构简单，工作可靠，抗干扰能力强。门极电流与有载分接开关的通过电流比较可忽略不计，且触发后晶闸管阳极电压马上降为接近零伏，门极电流时间非常短，小电流开关触头上不会有电弧发生。
3、每次切换负载时，晶闸管总是在变压器电流的过零点开断原分接的负载电流；在切换的过程中，每个机械开关的动触头在与定触头断开或接通时的电压不超过晶闸管的导通压降。
4、与传统电阻过渡切换有载分接开关比较，除无电弧切换，结构较为简单外，其它都比较接近，在生产制造，试验和使用等方面便于与传统有载分接开关接轨，是有载分接开关从电阻过渡切换向直接切换发展的桥梁。
本发明晶闸管电阻过渡切换有载分接开关与现有的机械开关电阻过渡切换有载分接开关比较有如下优点：
1、实现了无弧切换，开关的电寿命不受切换次数的限制。
2、在切换的过程中，每个机械开关的动触头在与定触头断开或接通时的电压不超过晶闸管的导通压降(1伏至2伏)；而传统电阻过渡有载分接开关的恢复电压可达1倍或以上的级电压。两者之间机械开关承担的任务大为不同。
3、减少了维护和保养的工作量和成本。
附图说明：
图1为本发明晶闸管组合式电阻过渡切换有载分接开关的切换主电路原理图；图1中：K1、K2为机械开关单、双数通流定触头，R为过渡电阻，V1、V2、V3为晶闸管反并联交流开关，X为分接公共端，S01、S02、S03为小电流机械开关，It为变压器电流，I、II为单、双数分接端。
图2为本发明晶闸管复合式电阻过渡切换有载分接开关的切换主电路原理图；n-1、n、n+1为分接定触头，S01、S02、S03为小电流机械开关，R为过渡电阻，K1′、K2′为机械开关单、双数通流动触头，X为分接公共端，V1、V2、V3为晶闸管反并联交流开关，It为变压器电流。
图3为本发明晶闸管电阻过渡切换有载分接开关的晶闸管反并联交流开关的电路原理图；图3中：V11、V12为晶闸管，FV为电压保护模块，GM11、GM12为门极模块。
图4为图3中的门极模块电路原理图；图4中：C1为电容器，R1为电阻器，D为二极管。
图5为图3中电压保护模块电路原理图；图5中：C0为电容器，R0为电阻器，RV为压敏电阻器。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例1
本实施例描述的是晶闸管电阻过渡组合式有载分接开关，包含一切换电路，其切换电路包括晶闸管切换开关电路和过渡晶闸管开关与过渡电阻构成的过渡电阻支路。
参见图1，在单数分接和双数分接的定触头上都接有晶闸管切换开关支路，在双数分接侧还接有过渡晶闸管开关与过渡电阻构成的过渡电阻支路。
切换时，先接通相应的晶闸管门极，使晶闸管在原分接和新分接之间接通过渡电阻支路和通过变压器电流；后按需要断开过渡电阻支路中串联的两个晶闸管开关之一的门极电路，就可在其后出现的变压器电流过零点时完成从原分接到新分接的切换。接通和断开晶闸管开关门极电路的时刻不必考虑电流的过零点，可用小电流机械开关控制晶闸管的门极。
为了实现上述切换过程和保证可靠运行，晶闸管电阻过渡组合式切换开关电路主要采用如下构件：
1、机械通流开关定触头K1、K2；
2、过渡电阻R；
3、晶闸管反并联交流开关V1、V2、V3，其中还包含晶闸管的保护和提高可靠性的元件(见图3、图4、图5)；
4、晶闸管门极电路的小电流机械开关(见图1中的S01、S02和S03)。小电流机械开关连接在图3中的端子3和4之间。
K1→K2切换说明：
初始状态：从单数分接I端经过K1到X端流通变压器电流It；虽然门控开关S01接通，V1处于开门状态，但因V1被K1短接不通流；S02、S03处于开断状态，V2和V3都不通，它们都承受级电压。
K1→K2切换过程：当动触头与定触头K1分离时，V1接续通过变压器电流It，K1开断不会产生电弧；其后S03接通，经V1、V3和R在分接I与II间流通环流，从分接I经V1流通It；其后S01开断，在It过零点时V1开断，环流停止，从分接II经R和V3到X流通It；其后S02接通，V2接续V3支路通过It，V3支路仃止通流，其后S03关断；待动触头与K2接通时，K2接续V2支路通过It，V2支路因被K2短接而仃止通流；其后断开S02，关断V2的门极；当动触头到达K2上的停位后切换结束。
实施例2
本实施例描述的是晶闸管电阻过渡复合式有载分接开关(参见图2)。在两个过渡动触头上都接有晶闸管切换开关支路，在其中一个动触头上还接有过渡电阻支路。当动触头移动到切换位置时，先接通相关的晶闸管开关的门极，使该晶闸管开关在原分接和新分接之间接通过渡电阻支路和通过变压器电流；后按需要断开该过渡电阻支路中成串联关系的两个晶闸管开关之一的门极电路，就可在其后出现的变压器电流过零点时完成从原分接到新分接的切换。接通和断开晶闸管开关门极电路时不必考虑电流的过零点，可用小电流机械开关控制晶闸管的门极。
为了实现上述切换过程和保证可靠运行，晶闸管电阻过渡复合式切换开关电路主要采用如下构件：
1、机械开关通流动触头K；
2、机械开关过渡动触头K1和K2；
3、晶闸管反并联交流开关V1、V2和V3，其中还包含晶闸管的保护和提高可靠性的元件(见图3、图4和图5)
4、过渡电阻R；
5、晶闸管门极电路的小电流机械开关S01、S02和S03；小电流机械开关连接在图3中的端子3和4之间。
晶闸管电阻过渡复合式有载分接开关的n→n+1分接切换说明：
初始状态(动触头处于图2中的位置)：变压器电流It从n分接经K到X端流通；V1、V2和V3都不通流；S01、S02和S03都不接通。
n→n+1切换过程：当动触头移动后S01接通，V1门极被打开；当K移动到与n分接定触头离开时，It从n分接经K1、V1到X端接续通流，K的开断不会产生电弧；此后S03接通打开V3的门极，在n与n+1分接间经K1、V1、V3、R和K2产生环流，It从n分接经K1、V1到X端流通；其后S01断开，待到It过零后，It从n+1分接经K2、R、V3接通；其后S02接通，打开V2的门极，V2接续V3通流后S03断开；当K移动到与n+1分接定触头接触后，It从n+1分接经K到X端通流，V2支路因被K短接不再通流；其后断开S02，关断V2的门极；当K移动到n+1分接定触头中心位置停止移动，切换过程结束。
上述实施例1和例2描述的晶闸管电阻过渡切换有载分接开关的特性如下：
机械开关长期通流，晶闸管开关无电弧切换，晶闸管可不装散热器。
从晶闸管的阳极引入电压通过小电流机械开关直接控制门极触发晶闸管开通，结构简单，工作可靠，抗干扰能力强。门极电流与有载分接开关的通过电流比较可忽略不计，且触发后晶闸管阳极电压马上降为接近零伏，门极电流时间非常短，小电流开关触头上不会有电弧发生。
每次切换负载时，晶闸管总是在变压器电流的过零点开断原分接的负载电流；在切换的过程中，每个机械开关的动触头在与定触头断开或接通时的电压不超过晶闸管的导通压降。
Claims (3)
1.晶闸管电阻过渡切换有载分接开关，包含一切换电路，其特征在于，所述切换电路包括晶闸管切换开关电路和过渡晶闸管开关与过渡电阻构成的过渡电阻支路。
2.根据权利要求1所述的晶闸管电阻过渡切换有载分接开关，其特征在于，所述晶闸管切换开关电路中的晶闸管切换开关和过渡晶闸管开关均采用晶闸管反并联交流开关。
3.根据权利要求2所述的晶闸管电阻过渡切换有载分接开关，其特征在于，所述晶闸管切换开关电路中的晶闸管切换开关和过渡晶闸管开关均采用小电流机械开关控制晶闸管的开门和关门。
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