CN107846163A - 一种带限流电阻的无触点有载自动调压系统 - Google Patents

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CN107846163A CN201711082883.5A CN201711082883A CN107846163A CN 107846163 A CN107846163 A CN 107846163A CN 201711082883 A CN201711082883 A CN 201711082883A CN 107846163 A CN107846163 A CN 107846163A
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柏晶晶
王坤
王善红
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    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P13/00—Arrangements for controlling transformers, reactors or choke coils, for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P13/06—Arrangements for controlling transformers, reactors or choke coils, for the purpose of obtaining a desired output by tap-changing; by rearranging interconnections of windings

Abstract

本发明提供了一种带限流电阻的无触点有载自动调压系统，包括基本绕组W0，分接绕组W1、W2、W3及W4，绕组分接头105％UN、102.5％UN、100％UN、97.5％UN及95％UN，A、B、C三相的限流电阻RG1、RG2及RG3，接在A、B、C三相的交流接触器主触头KM1.1、KM1.2及KM1.3。本发明在固态继电器两端并联一个由限流电阻R和固态继电器相串联的过渡支路，在改变分接头时，先将过渡支路接通，然后关闭正在导通的固态继电器，再触发与要调到分接头相连的固态继电器后关断过渡支路，在整个变换过程中，每一个回路中都有过渡支路，由于串有限流电阻，限制了环流的幅值。

Description

一种带限流电阻的无触点有载自动调压系统
技术领域
本发明属于变压器调压技术领域，特别涉及一种带限流电阻的无触点有载自动调压系统。
背景技术
现有技术中固态继电器链式连接的无触点自动调压方式，固态继电器采用链式连接，接在变压器高压绕组与中性点之间。该分接开关的工作原理是采用直接调整分接头技术，与相邻分接头相连的固态继电器导通时，关断与现工作分接头相连的固态继电器。其优点是：改变分接头时不需要过渡电阻，冲击电流小，可频繁操作，无电弧产生，结构简单，可直接放在变压器油枕中。经实验和理论分析其存在主要的缺点是：由于是链式连接，采用的固态继电器过多，成本较高，同时在转换过程中会产生较大的谐波。因此该调压方式不能被广泛地应用。
针对固态继电器链式连接容易产生谐波的不足，又研制出了可以避免谐波产生的有载调压方式。但是当负载为非恒阻性时，将产生远大于固态继电器所能承受的瞬态电压(即击穿电压或阻断电压)，因此在电路中增加了RC瞬态吸收电路。该调压方式具有成本较低、结构简单、操作方便等优点。通过模拟实验，发现当分接头变换时，调节绕组与固态继电器形成回路，从而在这个回路中会产生环流。如果环流超过开关允许值将造成保险丝熔断或固态继电器损坏，使无触点有载调压分接开关功能失效，因此为了提高开关的工作安全性必须限制环流的幅值。
发明内容
本发明在原有的固态继电器两端并联一个由限流电阻R和固态继电器相串联的过渡支路。在改变分接头时，先将过渡支路接通，然后关闭正在导通的固态继电器，再触发与要调到分接头相连的固态继电器后关断过渡支路，在整个变换过程中，每一个回路中都有过渡支路，由于串有限流电阻，限制了环流的幅值。
本发明具体为一种带限流电阻的无触点有载自动调压系统，所述带限流电阻的无触点有载自动调压系统包括基本绕组W0，分接绕组W1、W2、W3及W4，电容C1.1、C1.2、C1.3、C2.1、C2.2、C2.3、C3.1、C3.2、C3.3、C5.1、C5.2、C5.3、C6.1、C6.2及C6.3，电阻R1.1、R1.2、R1.3、R2.1、R2.2、R2.3、R3.1、R3.2、R3.3、R4.1、R4.2、R4.3、R5.1、R5.2、R5.3、R6.1、R6.2及R6.3，固态继电器SSR1.1、SSR1.2、SSR1.3、SSR2.1、SSR2.2、SSR2.3、SSR3.1、SSR3.2、SSR3.3、SSR4.1、SSR4.2、SSR4.3、SSR5.1、SSR5.2、SSR5.3、SSR6.1、SSR6.2及SSR6.3，A、B、C三相的限流电阻RG1、RG2及RG3，接在A、B、C三相的交流接触器主触头KM1.1、KM1.2及KM1.3；所述带限流电阻的无触点有载自动调压系统还包括检测电路，SSR控制端，绕组分接头105％UN、102.5％UN、100％UN、97.5％UN及95％UN，UN为变压器额定电压，变压器一次侧电压为U1。
其中，固态继电器SSR1.1、SSR1.2、SSR1.3分别串接在A、B、C三相的105％UN分接头绕组中，SSR2.1、SSR2.2、SSR2.3分别串接在A、B、C三相的102.5％UN分接头绕组中，SSR3.1、SSR3.2、SSR3.3分别串接在A、B、C三相的100％UN分接头绕组中，SSR5.1、SSR5.2、SSR5.3分别串接在A、B、C三相的97.5％UN分接头绕组中，SSR6.1、SSR6.2、SSR6.3分别串接在A、B、C三相的95％UN分接头绕组中，C1.1与R1.1串联后并接在SSR1.1两端，C1.2与R1.2串联后并接在SSR1.2两端，C1.3与R1.3串联后并接在SSR1.3两端，C2.1与R2.1串联后并接在SSR2.1两端，C2.2与R2.2串联后并接在SSR2.2两端，C2.3与R2.3串联后并接在SSR2.3两端，C3.1与R3.1串联后并接在SSR3.1两端，C3.2与R3.2串联后并接在SSR3.2两端，C3.3与R3.3串联后并接在SSR3.3两端，交流接触器KM1.1与电阻R4.1串联后并接在SSR3.1两端，交流接触器KM1.2与电阻R4.2串联后并接在SSR3.2两端，交流接触器KM1.3与电阻R4.3串联后并接在SSR3.3两端，固态继电器SSR4.1与限流电阻RG1串联后并接在SSR3.1两端，固态继电器SSR4.2与限流电阻RG2串联后并接在SSR3.2两端，固态继电器SSR4.3与限流电阻RG3串联后并接在SSR3.3两端，C5.1与R5.1串联后并接在SSR5.1两端，C5.2与R5.2串联后并接在SSR5.2两端，C5.3与R5.3串联后并接在SSR5.3两端，C6.1与R6.1串联后并接在SSR6.1两端，C6.2与R6.2串联后并接在SSR6.2两端，C6.3与R6.3串联后并接在SSR6.3两端；所述检测电路分别与A、B、C三相的二次侧绕组连接，所述SSR控制端连接到所述检测电路。
进一步的，交流接触器的3对输出触头KM1.1、KM1.2、KM1.3分别与电阻R4.1、R4.2、R4.3串联构成闭锁支路，并联在100％UN固态继电器SSR3.1、SSR3.2、SSR3.3的两端，在高压侧10kV合闸前通过控制电路将接触器闭合，将固态继电器SSR3.1、SSR3.2、SSR3.3分别短接起来，其余所有固态继电器关断，当10kV合闸电压加上时，100％的电压基本落在绕组上，固态继电器两端承受电压很小，避免了对固态继电器的影响，电阻R4.1、R4.2、R4.3的作用在于给固态继电器两端留有一定的电压，便于后续固态继电器的导通，待合闸成功后，控制SSR3.1、SSR3.2、SSR3.3导通，再将接触器断开，让SSR3.1、SSR3.2、SSR3.3处于非短接状态，此时启动过程全部完成。
进一步的，启动过程以监测二次侧电压U2为基准，当监测二次侧电压为0时，说明还没有上电合闸，此时接触器闭合将SSR3.1、SSR3.2、SSR3.3全部短接等待合闸，当监测到二次侧电压不为0，为400V左右时，说明变压器已经上电合闸成功并投入运行，此时需将交流接触器断开，让SSR3.1、SSR3.2、SSR3.3不再处于短接状态。
进一步的，以变压器二次侧电压U2为基准来调节电压，变压器在经历启动过程后，工作在初始状态，SSR3.1、SSR3.2、SSR3.3导通，其余组全部关断；单片机监测二次侧每一相的相电压U2a、U2b、U2c，当采集到的二次侧电压U2a、U2b、U2c在97.5％UN～102.5％UN范围内时，分接开关档位保持不变；当U2a小于97.5％UN时，档位由SSR3.1向SSR2.1过渡，当U2b小于97.5％UN时，档位由SSR3.2向SSR2.2过渡，当U2c小于97.5％UN时，档位由SSR3.3向SSR2.3过渡；当U2a>102.5％UN时，档位由SSR3.1向SSR5.1过渡，当U2b>102.5％UN时，档位由SSR3.2向SSR5.2过渡，当U2c>102.5％UN时，档位由SSR3.3向SSR5.3过渡。
进一步的，变压器跳闸后，自动调压系统检测到变压器二次侧无电压，判断为未合闸，此时，交流接触器触头KM1.1、KM1.2、KM1.3闭合，控制其他所有固态继电器关断，保持系统处于等待合闸状态。
附图说明
图1为本发明一种带限流电阻的无触点有载自动调压系统的主电路接线图；
图2为本发明启动未闭锁时的接线示意图；
图3为本发明启动闭锁时的接线示意图；
图4为本发明一种带限流电阻的无触点有载自动调压系统的调压过程流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种带限流电阻的无触点有载自动调压系统的具体实施方式做详细阐述。
如图1所示，本发明的带限流电阻的无触点有载自动调压系统包括基本绕组W0，分接绕组W1、W2、W3及W4，电容C1.1、C1.2、C1.3、C2.1、C2.2、C2.3、C3.1、C3.2、C3.3、C5.1、C5.2、C5.3、C6.1、C6.2及C6.3，电阻R1.1、R1.2、R1.3、R2.1、R2.2、R2.3、R3.1、R3.2、R3.3、R4.1、R4.2、R4.3、R5.1、R5.2、R5.3、R6.1、R6.2及R6.3，固态继电器SSR1.1、SSR1.2、SSR1.3、SSR2.1、SSR2.2、SSR2.3、SSR3.1、SSR3.2、SSR3.3、SSR4.1、SSR4.2、SSR4.3、SSR5.1、SSR5.2、SSR5.3、SSR6.1、SSR6.2及SSR6.3，A、B、C三相的限流电阻RG1、RG2及RG3，接在A、B、C三相的交流接触器主触头KM1.1、KM1.2及KM1.3；所述带限流电阻的无触点有载自动调压系统还包括检测电路，SSR控制端，绕组分接头105％UN、102.5％UN、100％UN、97.5％UN及95％UN，UN为变压器额定电压，变压器一次侧电压为U1。
其中，固态继电器SSR1.1、SSR1.2、SSR1.3分别串接在A、B、C三相的105％UN分接头绕组中，SSR2.1、SSR2.2、SSR2.3分别串接在A、B、C三相的102.5％UN分接头绕组中，SSR3.1、SSR3.2、SSR3.3分别串接在A、B、C三相的100％UN分接头绕组中，SSR5.1、SSR5.2、SSR5.3分别串接在A、B、C三相的97.5％UN分接头绕组中，SSR6.1、SSR6.2、SSR6.3分别串接在A、B、C三相的95％UN分接头绕组中，C1.1与R1.1串联后并接在SSR1.1两端，C1.2与R1.2串联后并接在SSR1.2两端，C1.3与R1.3串联后并接在SSR1.3两端，C2.1与R2.1串联后并接在SSR2.1两端，C2.2与R2.2串联后并接在SSR2.2两端，C2.3与R2.3串联后并接在SSR2.3两端，C3.1与R3.1串联后并接在SSR3.1两端，C3.2与R3.2串联后并接在SSR3.2两端，C3.3与R3.3串联后并接在SSR3.3两端，交流接触器KM1.1与电阻R4.1串联后并接在SSR3.1两端，交流接触器KM1.2与电阻R4.2串联后并接在SSR3.2两端，交流接触器KM1.3与电阻R4.3串联后并接在SSR3.3两端，固态继电器SSR4.1与限流电阻RG1串联后并接在SSR3.1两端，固态继电器SSR4.2与限流电阻RG2串联后并接在SSR3.2两端，固态继电器SSR4.3与限流电阻RG3串联后并接在SSR3.3两端，C5.1与R5.1串联后并接在SSR5.1两端，C5.2与R5.2串联后并接在SSR5.2两端，C5.3与R5.3串联后并接在SSR5.3两端，C6.1与R6.1串联后并接在SSR6.1两端，C6.2与R6.2串联后并接在SSR6.2两端，C6.3与R6.3串联后并接在SSR6.3两端；所述检测电路分别与A、B、C三相的二次侧绕组连接，所述SSR控制端连接到所述检测电路。
交流接触器的3对输出触头KM1.1、KM1.2、KM1.3分别与电阻R4.1、R4.2、R4.3串联构成闭锁支路，并联在100％UN固态继电器SSR3.1、SSR3.2、SSR3.3的两端，在高压侧10kV合闸前通过控制电路将接触器闭合，如图3所示，将固态继电器SSR3.1、SSR3.2、SSR3.3分别短接起来，其余所有固态继电器关断，当10kV合闸电压加上时，100％的电压基本落在绕组上，固态继电器两端承受电压很小，避免了对固态继电器的影响，电阻R4.1、R4.2、R4.3的作用在于给固态继电器两端留有一定的电压，便于后续固态继电器的导通，待合闸成功后，控制SSR3.1、SSR3.2、SSR3.3导通，再将接触器断开，让SSR3.1、SSR3.2、SSR3.3处于非短接状态，如图2所示，此时启动过程全部完成。
启动过程以监测二次侧电压U2为基准，当监测二次侧电压为0时，说明还没有上电合闸，此时接触器闭合将SSR3.1、SSR3.2、SSR3.3全部短接等待合闸，当监测到二次侧电压不为0，为400V左右时，说明变压器已经上电合闸成功并投入运行，此时需将交流接触器断开，让SSR3.1、SSR3.2、SSR3.3不再处于短接状态。
以变压器二次侧电压U2为基准来调节电压，变压器在经历启动过程后，工作在初始状态，SSR3.1、SSR3.2、SSR3.3导通，其余组全部关断；单片机监测二次侧每一相的相电压U2a、U2b、U2c，当采集到的二次侧电压U2a、U2b、U2c在97.5％UN～102.5％UN范围内时，分接开关档位保持不变，如图4所示；当U2a小于97.5％UN时，档位由SSR3.1向SSR2.1过渡，当U2b小于97.5％UN时，档位由SSR3.2向SSR2.2过渡，当U2c小于97.5％UN时，档位由SSR3.3向SSR2.3过渡；当U2a>102.5％UN时，档位由SSR3.1向SSR5.1过渡，当U2b>102.5％UN时，档位由SSR3.2向SSR5.2过渡，当U2c>102.5％UN时，档位由SSR3.3向SSR5.3过渡。
变压器跳闸后，自动调压系统检测到变压器二次侧无电压，判断为未合闸，此时，交流接触器触头KM1.1、KM1.2、KM1.3闭合，控制其他所有固态继电器关断，保持系统处于等待合闸状态。
最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

Claims (5)

1.一种带限流电阻的无触点有载自动调压系统，其特征在于，所述带限流电阻的无触点有载自动调压系统包括基本绕组W0，分接绕组W1、W2、W3及W4，电容C1.1、C1.2、C1.3、C2.1、C2.2、C2.3、C3.1、C3.2、C3.3、C5.1、C5.2、C5.3、C6.1、C6.2及C6.3，电阻R1.1、R1.2、R1.3、R2.1、R2.2、R2.3、R3.1、R3.2、R3.3、R4.1、R4.2、R4.3、R5.1、R5.2、R5.3、R6.1、R6.2及R6.3，固态继电器SSR1.1、SSR1.2、SSR1.3、SSR2.1、SSR2.2、SSR2.3、SSR3.1、SSR3.2、SSR3.3、SSR4.1、SSR4.2、SSR4.3、SSR5.1、SSR5.2、SSR5.3、SSR6.1、SSR6.2及SSR6.3，A、B、C三相的限流电阻RG1、RG2及RG3，接在A、B、C三相的交流接触器主触头KM1.1、KM1.2及KM1.3；所述带限流电阻的无触点有载自动调压系统还包括检测电路，SSR控制端，绕组分接头105％UN、102.5％UN、100％UN、97.5％UN及95％UN，UN为变压器额定电压，变压器一次侧电压为U1；
其中，固态继电器SSR1.1、SSR1.2、SSR1.3分别串接在A、B、C三相的105％UN分接头绕组中，SSR2.1、SSR2.2、SSR2.3分别串接在A、B、C三相的102.5％UN分接头绕组中，SSR3.1、SSR3.2、SSR3.3分别串接在A、B、C三相的100％UN分接头绕组中，SSR5.1、SSR5.2、SSR5.3分别串接在A、B、C三相的97.5％UN分接头绕组中，SSR6.1、SSR6.2、SSR6.3分别串接在A、B、C三相的95％UN分接头绕组中，C1.1与R1.1串联后并接在SSR1.1两端，C1.2与R1.2串联后并接在SSR1.2两端，C1.3与R1.3串联后并接在SSR1.3两端，C2.1与R2.1串联后并接在SSR2.1两端，C2.2与R2.2串联后并接在SSR2.2两端，C2.3与R2.3串联后并接在SSR2.3两端，C3.1与R3.1串联后并接在SSR3.1两端，C3.2与R3.2串联后并接在SSR3.2两端，C3.3与R3.3串联后并接在SSR3.3两端，交流接触器KM1.1与电阻R4.1串联后并接在SSR3.1两端，交流接触器KM1.2与电阻R4.2串联后并接在SSR3.2两端，交流接触器KM1.3与电阻R4.3串联后并接在SSR3.3两端，固态继电器SSR4.1与限流电阻RG1串联后并接在SSR3.1两端，固态继电器SSR4.2与限流电阻RG2串联后并接在SSR3.2两端，固态继电器SSR4.3与限流电阻RG3串联后并接在SSR3.3两端，C5.1与R5.1串联后并接在SSR5.1两端，C5.2与R5.2串联后并接在SSR5.2两端，C5.3与R5.3串联后并接在SSR5.3两端，C6.1与R6.1串联后并接在SSR6.1两端，C6.2与R6.2串联后并接在SSR6.2两端，C6.3与R6.3串联后并接在SSR6.3两端；所述检测电路分别与A、B、C三相的二次侧绕组连接，所述SSR控制端连接到所述检测电路。
2.根据权利要求1所述的一种带限流电阻的无触点有载自动调压系统，其特征在于，交流接触器的3对输出触头KM1.1、KM1.2、KM1.3分别与电阻R4.1、R4.2、R4.3串联构成闭锁支路，并联在100％UN固态继电器SSR3.1、SSR3.2、SSR3.3的两端，在高压侧10kV合闸前通过控制电路将接触器闭合，将固态继电器SSR3.1、SSR3.2、SSR3.3分别短接起来，其余所有固态继电器关断，当10kV合闸电压加上时，100％的电压基本落在绕组上，固态继电器两端承受电压很小，避免了对固态继电器的影响，电阻R4.1、R4.2、R4.3的作用在于给固态继电器两端留有一定的电压，便于后续固态继电器的导通，待合闸成功后，控制SSR3.1、SSR3.2、SSR3.3导通，再将接触器断开，让SSR3.1、SSR3.2、SSR3.3处于非短接状态，此时启动过程全部完成。
3.根据权利要求2所述的一种带限流电阻的无触点有载自动调压系统，其特征在于，启动过程以监测二次侧电压U2为基准，当监测二次侧电压为0时，说明还没有上电合闸，此时接触器闭合将SSR3.1、SSR3.2、SSR3.3全部短接等待合闸，当监测到二次侧电压不为0，为400V左右时，说明变压器已经上电合闸成功并投入运行，此时需将交流接触器断开，让SSR3.1、SSR3.2、SSR3.3不再处于短接状态。
4.根据权利要求3所述的一种带限流电阻的无触点有载自动调压系统，其特征在于，以变压器二次侧电压U2为基准来调节电压，变压器在经历启动过程后，工作在初始状态，SSR3.1、SSR3.2、SSR3.3导通，其余组全部关断；单片机监测二次侧每一相的相电压U2a、U2b、U2c，当采集到的二次侧电压U2a、U2b、U2c在97.5％UN～102.5％UN范围内时，分接开关档位保持不变；当U2a小于97.5％UN时，档位由SSR3.1向SSR2.1过渡，当U2b小于97.5％UN时，档位由SSR3.2向SSR2.2过渡，当U2c小于97.5％UN时，档位由SSR3.3向SSR2.3过渡；当U2a>102.5％UN时，档位由SSR3.1向SSR5.1过渡，当U2b>102.5％UN时，档位由SSR3.2向SSR5.2过渡，当U2c>102.5％UN时，档位由SSR3.3向SSR5.3过渡。
5.根据权利要求4所述的一种带限流电阻的无触点有载自动调压系统，其特征在于，变压器跳闸后，自动调压系统检测到变压器二次侧无电压，判断为未合闸，此时，交流接触器触头KM1.1、KM1.2、KM1.3闭合，控制其他所有固态继电器关断，保持系统处于等待合闸状态。
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