CN105719817B - 一种永磁真空有载调压开关、变压器及有载调压方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种永磁真空有载调压开关，用于对三相变压器进行有载调压，所述永磁真空有载调压开关包括三相调压主回路和三相调压过渡回路，所述调压主回路上还设置有调压开关。调压开关采用永磁机构，无需使用电动机构，结构更简单，操作更方便。故障概率更低，可靠性能得到了提高。主回路开关及过渡回路开关为真空开关，有载调压过程中不会产生电弧，避免了由电弧引起的油质碳化的缺点，使得用户不必定期进行拆检维护及滤油，实现免维护。仅采用6个真空灭弧室，使开关体积更小，成本更低。并且，变压器分接头对应的线圈匝数是按照比例设置的，在同样调压档位数的要求下，可以最大限度的减少变压器抽头数量，简化接线。

Description

一种永磁真空有载调压开关、变压器及有载调压方法

技术领域

本发明涉及变压器调压领域，具体而言，涉及一种永磁真空有载调压开关、变压器及有载调压方法。

背景技术

变压器调压是通过调压开关来调整变压器一侧线圈的分接头来改变线圈的匝数，达到改变输出电压的目的。有载调压就是不断开电源，让变压器在正常工作状态下，带负载调节调压开关。现有的有载调压开关都是在带电情况下进行的，有载调压操作会产生电弧，长期频繁的在带电情况下进行有载调压，频繁的电弧会使得开关内部的油质劣化，油质劣化会产生游离碳、氢、乙炔等气体和油垢，游离碳颗粒和油垢会有一部分混杂在绝缘油中，堆积在开关的绝缘件的表面，形成沉积物，沉积物的增多会增加泄露电流，降低绝缘电阻，最终导致异常放电，需要经常维护，增加工作强度，减少开关寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种永磁真空有载调压开关，可以实现免维护的目的。

本发明实施例提供的技术方案如下：

一种永磁真空有载调压开关，用于对三相变压器进行有载调压，所述永磁真空有载调压开关包括三相调压主回路和三相调压过渡回路，各相调压主回路和各相调压过渡回路并联，所述三相变压器的每一相分别与各相调压主回路和调压过渡回路相连接，其中：

所述调压主回路上设置有主回路开关，所述调压过渡回路上设置有过渡回路开关；

所述调压主回路上还设置有调压开关，所述调压开关包括调压电磁铁、与所述调压电磁铁相连接的动触头和与所述动触头相匹配的左触头、右触头，所述左触头、右触头分别设置在所述动触头的两侧；

所述三相变压器的高压侧线圈设置有多个分接头，所述分接头与所述调压开关中的触头对应连接。

进一步的，所述多个分接头分别对应的线圈匝数按比例设置。

进一步的，所述主回路开关为真空开关，所述过渡回路开关为真空开关。

进一步的，所述动触头为双断口结构。

进一步的，所述调压开关为直动式开关。

进一步的，所述动触头为双稳态永磁结构。

进一步的，所述过渡回路开关为单稳态结构。

进一步的，所述动触头、左触头和右触头为镀银触头。

本申请还提供了一种变压器，包括上述有载调压开关。

本申请还提供了一种有载调压方法，包括：

当接收到有载调压指令时，确定需要调整的目标电压；

确定与所述目标电压对应的变压器高压侧的目标线圈匝数；

断开所述主回路开关，并闭合所述过渡回路开关；

闭合与所述目标线圈匝数对应的调压开关；

闭合所述主回路开关，并断开所述过渡回路开关。

在本申请实施例中，调压开关采用永磁机构，无需使用电动机构等，通过电磁力控制动触头完成一条直线上的运动，结构更简单，操作更方便。没有齿轮、拉簧等结构，故障概率更低，可靠性能得到了提高，使得调压开关的使用寿命得到了延长。同时，有载调压过程中不会产生电弧，避免了由电弧引起的油质碳化的缺点，使得用户不必定期进行拆检维护和滤油，达到了免维护的目的。另外，调压开关使用的零件较少，也使得有载调压开关整体的占地体积得到了精简。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明较佳实施例提供的永磁真空有载调压开关的一条调压主回路和一条调压过渡回路的接线示意图；

图2为本发明较佳实施例提供的永磁真空有载调压开关在变压器为D型连接时的接线示意图；

图3为本发明较佳实施例提供的永磁真空有载调压开关在变压器为Y型连接时的接线示意图；

图4为本发明较佳实施例提供的永磁真空有载调压开关的内部结构示意图；

图5为图4的侧视图；

图6为现有技术中的调压开关的接线示意图；

图7为本发明较佳实施例提供的永磁真空有载调压开关的接线示意图；

图8a为本发明较佳实施例提供的永磁真空有载调压开关调压时的开关动作示意图；

图8b为本发明较佳实施例提供的永磁真空有载调压开关调压时的开关动作示意图；

图8c为本发明较佳实施例提供的永磁真空有载调压开关调压时的开关动作示意图；

图8d为本发明较佳实施例提供的永磁真空有载调压开关调压时的开关动作示意图；

图8e为本发明较佳实施例提供的永磁真空有载调压开关调压时的开关动作示意图；

图8f为本发明较佳实施例提供的永磁真空有载调压开关调压时的开关动作示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

电力是人类生产生活的重要能源，在交流电的使用过程中，经常需要使用变压器将较高的电压转换为较低的电压，并且随生产生活的具体需求还需要随时对变压器进行调压操作。在调压开关转换过程中，从一个抽头选择到另一个抽头若不通过过渡电路，线路必然会短暂停电，这在实际运行中多数情况下是不允许的，因此必须采用有载调压开关。有载调压开关多数采用油浸式开关，调压过程中过渡电路开关闭合，主电路带电断开原电路，接通新电路，然后过渡电路断开，此过程中开关在油内断开时有电弧产生，闭合时也有预击穿电弧产生，电弧会碳化油，需要经常对开关进行维护保养。

多数有载调压开关采用电动机构操作开关动作，且电机旋转机构需用到各种转轴，伞齿轮，机构易磨损，需定期维护检修，故障几率大。电机本身也需定期维护，保养。

少数的有载调压开关采用了真空开关，但真空灭弧室使用数量较多，成本较高，产品体积大，不适合大面积推广。

调压开关抽头数量多，引线结构复杂。

35kV以上变压器，有专门人员定期维护有载调压开关，变压器运行成本较高，10kV及以下变压器，目前仍大部分为调压需到线杆上或变压器室断电后，手动调节无励磁调压开关，在对供电可靠性要求极高的今天已显得很不合适，并且电压偏高不调节到标准值，即会损害用电设备，损耗的电能也将急剧增加，因此这对降损节能也极其不利，因此必然要逐渐改为有载调压。

在用量极大的10kV变压器中，如何解决有载调压开关的免维护问题，是亟待解决的一个课题。

有鉴于此，本申请实施例提供了一种永磁真空有载调压开关，如图1所示，用于对三相变压器进行有载调压，所述永磁真空有载调压开关包括三相调压主回路100和三相调压过渡回路200，各个调压主回路和各个调压过渡回路并联，所述三相变压器的每一相分别与一个调压主回路和调压过渡回路相连接。

变压器的调压是通过调整变压器高压侧接入线圈的匝数实现的，本申请实施例中的有载调压开关可以实现对三相变压器的有载调压，通过设置三相调压主回路和调压过渡回路，三相联动调压，从而实现有载调压的目的。

三相变压器可以采用D型连接或者Y型连接，本申请实施例中的有载调压开关与变压器的具体连接方式如图所示，图2图3分别为变压器采用D型连接和Y型连接与有载调压开关的连接。有载调压开关中的调压主回路和调压过渡回路分别与变压器的每一相连接，有载调压开关与变压器的接线可以根据变压器不同的接线方式进行调整。每个调压主回路和所述三个各个调压过渡回路其中一个并联，所述三相变压器的每一相分别与一个调压主回路和一个调压过渡回路相连接，

所述调压主回路上设置有主回路开关101，所述调压过渡回路上设置有过渡回路开关201。

在本申请实施例中，主回路开关和过渡回路开关采用真空开关，在有载调压开关与变压器连接后，变压器的每一相上都有一个主回路开关和一个过渡回路开关。即本申请实施例中的有载调压开关一共包含6个真空灭弧室(真空泡)，在现有技术中，有载调压开关最少需要设置9个真空灭弧室(真空泡)或更多，可见本申请实施例中的有载调压开关使用的真空灭弧室(真空泡)更少，结构更简单，操作更简便。数量较少的真空灭弧室(真空泡)会减少有载调压开关整体的占用体积，降低成本，用户使用体验更好。

另外，本申请实施例中的过渡回路开关采用单稳态结构，在开关闭合和打开的过程中，不会出现卡滞，可是实现快速的复位。调压过渡回路上还分别设置有过渡电阻202。

如图4和图5所示，所述调压主回路上还设置有调压开关，所述调压开关包括调压电磁铁1021、与所述调压电磁铁相连接的动触头1022和与所述动触头相匹配的左触头1023、右触头1024，所述左触头、右触头分别设置在所述动触头的两侧。

本申请实施例中的有载调压主要是通过调压主回路上的调压开关实现的，本申请实施例中动触头1022可以在调压电磁铁1021的电磁力作用下运动，左触头1023和右触头1024为静止的，通过调压开关上动触头1022与不同左触头1023、右触头1024的接触，实现对不同分接线圈的选择，完成不同数值的电压的调节。

现有技术中，有载调压开关采用电动机构来操作开关实现打开或关闭动作，采用电动机构就需要安装各种转轴、齿轮等等机械结构，这些机械结构在频繁的使用过程中会发生不同程度的磨损，较多的机械结构出现故障的几率也更大，需要工作人员进行定期的维护检修。并且电动机构中的电机本身也需定期维护保养。维护过程繁琐，维护成本高。

在本申请实施例中，调压开关采用电磁铁，无需使用电动机构等机械结构，通过电磁力控制动触头1022完成一条直线上的运动，结构更简单，操作更方便。没有齿轮、拉簧等机械结构，故障概率更低，可靠性能得到了提高。使得调压开关的使用寿命得到了延长，同时，有载调压过程中不会产生电弧，避免了由电弧引起的油质碳化的缺点，使得用户不必定期进行拆检维护和滤油操作，实现了免维护的目的。另外，调压开关使用的零件较少，也使得有载调压开关整体的占地体积得到了精简。在本申请实施例中，动触头1022可以采用双断口结构，使得合闸时需要的控制能量更少，并且采用双断口结构使得断口之间的空间距离和爬电距离更大。

本申请实施例中的动触头1022可以使用双稳态永磁结构，并且动触头1022、左触头1023和右触头1024可以采用镀银触头，触头处的电阻更小，导电性能也更高。

另外，所述三相变压器的高压侧线圈设置有多个分接头，所述分接头与所述调压开关中的触头对应连接。

优选的，所述多个分接头分别对应的线圈匝数按比例设置。下面举例说明。

如图6和图7所示，如果需要有载调压开关实现15档的调压，传统的有载调压开关就需用到15个分接头。而在本申请实施例中，由于分接头对应的线圈匝数是按照比例设置的，可以将分接头对应的线圈匝数设置成1：2：4：8的形式。这样仅仅需要设置9个分接头即可，同样可以实现15档的可调电压。变压器分接头对应的线圈匝数是按照预设的比例进行设置的，在同样调压档位数的要求下，可以最大限度的减少变压器抽头数量，简化接线。使变压器引出线的数量减少，引线结构得到了简化。

在本申请实施例中，动触头1022与左触头1023接触时，与左触头1023对应连接的线圈即被闭合，同理，动触头1022与右触头1024接触时，与右触头1024对应连接的线圈就被闭合。下面以本申请实施例提供的有载调压开关的一个调压的具体过程进行解释。其中为叙述方便，仅以有载调压开关中的一条调压主回路和一条调压过渡回路为例。有载调压开关的一条调压主回路中包含三个线圈：上分接线圈、中间线圈和下分接线圈，对应的一条调压主回路中设置有三个动触头1022及对应的左触头1023和右触头1024。有载调压开关需要从仅仅分接中间线圈的状态，切换到分接中间线圈和下分接线圈的状态，大致可分为六个状态。

为叙述方便，将三个动触头分别命名为第一动触头1025、第二动触头1026和第三动触头1027。

如图8a所示，第一状态：主回路开关闭合，过渡回路开关断开，第一动触头1025选择右触点，上分接线圈未被选择，第二动触头1026向左选择，中间线圈被选择，第三动触头1027选择右触点，下分接线圈未被选择。

如图8b所示，第二状态：开关开始动作，主回路开关仍闭合，过渡回路开关也闭合，第一动触头1025选择右触点，上分接线圈未被选择，第二动触头1026向左选择，中间线圈被选择，第三动触头1027选择右触点，下分接线圈未被选择。由主回路及过渡回路部分并联供电。过渡电路由过渡电阻限制并联部分内部环流。

如图8c所示，第三状态：真空开关继续动作，主回路开关断开，过渡回路开关闭合，第一动触头1025选择右触点，上分接线圈未被选择，第二动触头1026向左选择，中间线圈被选择，选择开开关3选择右触点，下分接线圈未被选择。此时过渡回路单独供电。

如图8d所示，第四状态：真空开关保持主回路开关断开，过渡回路开关闭合，第一动触头1025选择右触点，上分接线圈未被选择，第二动触头1026向左选择，中间线圈被选择，第三动触头1027在无电流的情况下选择完成向左触点切换，下分接线圈也被选择。此时过渡回路单独供电。

如图8e所示，第五状态：真空开关返回动作，主回路开关闭合，过渡回路开关闭合，第一动触头1025选择右触点，上分接线圈未被选择，第二动触头1026向左选择，中间线圈被选择，第三动触头1027选择左触点，下分接线圈被选择。此时由主回路及过渡回路部分并联供电。

如图8f所示，第六状态：真空开关返回动作结束，主回路开关闭合，过渡回路开关断开，第一动触头1025选择右触点，上分接线圈未被选择，第二动触头1026向左选择，中间线圈被选择，第三动触头1027选择左触点，下分接线圈被选择。此时由主回路正常供电。

通过上述六个状态的连续动作，有载调压开关中即完成了一次调压过程，在调压过程中没有发生断电，也没有油内电弧产生。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种永磁真空有载调压开关，其特征在于，用于对三相变压器进行有载调压，所述永磁真空有载调压开关包括三相调压主回路和三相调压过渡回路，各相调压主回路和各相调压过渡回路并联，所述三相变压器的每一相分别与各相调压主回路和调压过渡回路相连接，其中：

所述调压主回路上设置有主回路开关，所述调压过渡回路上设置有过渡回路开关；

所述调压主回路上还设置有调压开关，所述调压开关包括调压电磁铁、与所述调压电磁铁相连接的动触头和与所述动触头相匹配的左触头、右触头，所述左触头、右触头分别设置在所述动触头的两侧；

所述三相变压器的高压侧线圈设置有多个分接头，所述分接头与所述调压开关中的触头对应连接，其中：

一条调压主回路中包含三个线圈：上分接线圈、中间线圈和下分接线圈，对应的一条调压主回路中设置有三个动触头及对应的左触头和右触头；

三个动触头分别为第一动触头、第二动触头和第三动触头；

第一动触头选择右触点，上分接线圈未被选择，第二动触头向左选择，中间线圈被选择，第三动触头选择右触点，下分接线圈未被选择。

2.根据权利要求1所述的永磁真空有载调压开关，其特征在于，所述多个分接头分别对应的线圈匝数按比例设置。

3.根据权利要求1所述的永磁真空有载调压开关，其特征在于，所述主回路开关为真空开关，所述过渡回路开关为真空开关。

4.根据权利要求1所述的永磁真空有载调压开关，其特征在于，所述动触头为双断口结构。

5.根据权利要求1所述的永磁真空有载调压开关，其特征在于，

所述调压开关为直动式开关。

6.根据权利要求1所述的永磁真空有载调压开关，其特征在于，

所述动触头为双稳态永磁结构。

7.根据权利要求1所述的永磁真空有载调压开关，其特征在于，

所述过渡回路开关为单稳态结构。

8.根据权利要求1所述的永磁真空有载调压开关，其特征在于，

所述动触头、左触头和右触头为镀银触头。

9.一种变压器，其特征在于，包括权利要求1至8任意一项所述的永磁真空有载调压开关。