CN111627682B - 一种混合式有载分接开关及其晶体管触发方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混合式有载分接开关，所述混合式有载分接开关具有用于与配电变压器分接头连接的分接开关主触头、晶闸管辅助触头以及晶闸管触发触头；所述分接开关主触头与电压输出端连接；所述混合式有载分接开关包括晶闸管、第一触发电阻和第二触发电阻；所述晶闸管的第二主电极与所述晶闸管辅助触头连接，所述晶闸管的控制极通过所述第一触发电阻与所述晶闸管触发触头连接，所述晶闸管的控制极通过所述第二触发电阻与所述电压输出端连接，所述晶闸管的第一主电极与所述电压输出端连接，这样能实现无源触发，结构简单，可靠性高。本发明还公开了一种混合式有载分接开关的晶体管触发方法。

Description

一种混合式有载分接开关及其晶体管触发方法
技术领域
本发明涉及有载分接开关技术领域，尤其涉及一种混合式有载分接开关及其晶体管触发方法。
背景技术
目前用于配电变压器的有载调压开关主要为机械开关与晶闸管配合的混合式方案。该方案的原理为正常工作时由机械触头载流，仅在需要切换时由电力电子器件动作，承担切换过程中的电流，避免电弧产生。采用该方案时，电力电子器件不长期载流，不用考虑散热问题，结构相对简单。
但是现有混合式电力电子分接开关方案的主要技术问题在于如何实现电力电子开关的无源触发。专利“一种晶闸管辅助熄弧混合式有载分接开关”(专利号201510967943.6)中提出了一种混合式有载分接开关方法，这种方法采用伸缩动触头保证切换时序，以机械组件的运动实现晶闸管模块的无源触发，以晶闸管辅助机械开关实现切换过程中的熄弧。但是该方案中，晶闸管的导通通过触头间的电弧电压实现，因为电弧电压实际是由电弧电流与弧阻确定，触头开断时，通过触头的交流电流恰好在过零附近，此时电弧电压很小，可能不足以满足晶闸管的触发电压。
目前，晶闸管仍然是通过触头断开时的电弧电压触发导通，或是通过外部电路提供触发信号实现晶闸管触发，这样会增加实际产品的复杂性。
发明内容
本发明实施例提供一种混合式有载分接开关及其晶体管触发方法，能实现无源触发，结构简单，可靠性高。
本发明一实施例提供一种混合式有载分接开关，所述混合式有载分接开关具有用于与配电变压器分接头连接的分接开关主触头、晶闸管辅助触头以及晶闸管触发触头；所述分接开关主触头与电压输出端连接；
所述混合式有载分接开关包括晶闸管、第一触发电阻和第二触发电阻；所述晶闸管的第二主电极与所述晶闸管辅助触头连接，所述晶闸管的控制极通过所述第一触发电阻与所述晶闸管触发触头连接，所述晶闸管的控制极通过所述第二触发电阻与所述电压输出端连接，所述晶闸管的第一主电极与所述电压输出端连接；
所述晶闸管辅助触头、所述晶闸管触发触头通过机械开关与所述配电变压器分接头连接；
所述晶闸管为双向晶闸管。
作为上述方案的改进，所述分接开关主触头为机械触头。
本发明另一实施例对应提供了一种混合式有载分接开关的晶体管触发方法，适用于上述的混合式有载分接开关，所述方法包括：
在所述混合式有载分接开关切换时，分接开关主触头脱离配电变压器分接头，晶闸管辅助触头及晶闸管触发触头保持与所述配电变压器分接头连接，晶闸管两端产生电位差，同时通过第一触发电阻和第二触发电阻分压为所述晶闸管提供触发电流，以使所述晶闸管触发导通；
所述晶闸管辅助触头及所述晶闸管触发触头脱离所述配电变压器分接头后，所述晶闸管关断。
作为上述方案的改进，所述方法还包括：
在所述混合式有载分接开关正常运行时，所述分接开关主触头载流，所述晶闸管被短路。
作为上述方案的改进，所述方法还包括：
在所述混合式有载分接开关切换前，所述配电变压器分接头、所述电压输出端和所述分接开关主触头处于等电位，所述晶闸管不导通。
相比于现有技术，本发明实施例公开的一种混合式有载分接开关及其晶体管触发方法，具有如下有益效果：
通过所述混合式有载分接开关具有用于与配电变压器分接头连接的分接开关主触头、晶闸管辅助触头以及晶闸管触发触头；所述分接开关主触头与电压输出端连接；所述混合式有载分接开关包括晶闸管、第一触发电阻和第二触发电阻；所述晶闸管的第二主电极与所述晶闸管辅助触头连接，所述晶闸管的控制极通过所述第一触发电阻与所述晶闸管触发触头连接，所述晶闸管的控制极通过所述第二触发电阻与所述电压输出端连接，所述晶闸管的第一主电极与所述电压输出端连接。在混合式有载分接开关切换过程中，分接开关主触头脱离配电变压器分接头，晶闸管辅助触头及晶闸管触发触头保持与配电变压器分接头连接，晶闸管两端存在电位差，进而晶闸管两端产生压降，同时通过第一触发电阻和第二触发电阻分压为所述晶闸管提供触发电流，以使所述晶闸管触发导通。本发明中不需要通过触头断开瞬间的电弧电压触发，也不需要外部辅助电路提供触发信号，而是通过分接头本身的电位进行晶闸管触发，从而能实现无源触发，其触发方法更可靠，不会受电弧电压随机性的影响，而且混合式有载分接开关结构简单，复杂度较低，便于操作。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的一种混合式有载分接开关的结构示意图；
图2是本发明一实施例提供的一种混合式有载分接开关的晶体管触发方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
参见图1，是本发明一实施例提供的一种混合式有载分接开关的结构示意图，所述混合式有载分接开关具有用于与配电变压器分接头A连接的分接开关主触头MC、晶闸管辅助触头S1以及晶闸管触发触头S2；所述分接开关主触头MC与电压输出端O连接；
所述混合式有载分接开关包括晶闸管VS1、第一触发电阻TR1和第二触发电阻TR2；所述晶闸管VS1的第二主电极与所述晶闸管辅助触头S1连接，所述晶闸管VS1的控制极通过所述第一触发电阻TR1与所述晶闸管触发触头S2连接，所述晶闸管VS1的控制极通过所述第二触发电阻TR2与所述电压输出端O连接，所述晶闸管VS1的第一主电极与所述电压输出端O连接。
本实施例中，晶闸管VS1具体为双向晶闸管，配电变压器分接头A为配电变压器某一个分接头，配电变压器通过混合式有载分接开关与电网连接，以输出负载电流。
所述晶闸管辅助触头S1、所述晶闸管触发触头通S2过机械开关与所述配电变压器分接头A连接。
优选的，所述分接开关主触头MC为机械触头。
本发明实施例提供的一种混合式有载分接开关，通过所述混合式有载分接开关具有用于与配电变压器分接头连接的分接开关主触头、晶闸管辅助触头以及晶闸管触发触头；所述分接开关主触头与电压输出端连接；所述混合式有载分接开关包括晶闸管、第一触发电阻和第二触发电阻；所述晶闸管的第二主电极与所述晶闸管辅助触头连接，所述晶闸管的控制极通过所述第一触发电阻与所述晶闸管触发触头连接，所述晶闸管的控制极通过所述第二触发电阻与所述电压输出端连接，所述晶闸管的第一主电极与所述电压输出端连接。在混合式有载分接开关切换过程中，分接开关主触头脱离配电变压器分接头，晶闸管辅助触头及晶闸管触发触头保持与配电变压器分接头连接，晶闸管两端存在电位差，进而晶闸管两端产生压降，同时通过第一触发电阻和第二触发电阻分压为所述晶闸管提供触发电流，以使所述晶闸管触发导通。本发明中不需要通过触头断开瞬间的电弧电压触发，也不需要外部辅助电路提供触发信号，而是通过分接头本身的电位进行晶闸管触发，从而能实现无源触发，其触发方法更可靠，不会受电弧电压随机性的影响，而且混合式有载分接开关结构简单，复杂度较低，便于操作。
参见图2，是本发明一实施例提供的一种混合式有载分接开关的晶体管触发方法的流程示意图，在分接开关切换过程中，晶闸管实现无源触发的原理如下步骤S201至S202。
S201、在所述混合式有载分接开关切换时，分接开关主触头脱离配电变压器分接头，晶闸管辅助触头及晶闸管触发触头保持与所述配电变压器分接头连接，晶闸管两端产生电位差，同时通过第一触发电阻和第二触发电阻分压为所述晶闸管提供触发电流，以使所述晶闸管触发导通；
S202、所述晶闸管辅助触头及所述晶闸管触发触头脱离所述配电变压器分接头后，所述晶闸管关断。
需要说明的是，分接开关开始切换时，通过机构控制分接开关主触头先于晶闸管辅助触头、晶闸管触发触头离开配电变压器分接头。此时，由于晶闸管辅助触头、晶闸管触发触头仍保持与配电变压器分接头连接，晶闸管两端将会存在电位差，该电位差即为配电变压器分接头的电压。进一步，由该电位差使得晶闸管两端产生压降，同时通过第一触发电阻和第二触发电阻分压为晶闸管提供触发电流，以使晶闸管导通，实现晶闸管无源触发。
优选的，在所述混合式有载分接开关正常运行时，所述分接开关主触头载流，所述晶闸管被短路。
需要说明的是，在正常运行时，分接开关主触头与配电变压器分接头接触，晶闸管辅助触头、晶闸管触发触头通过机械开关与配电变压器分接头连接，晶闸管两端被分接开关主触头短接，晶闸管不导通，负载电流由分接开关主触头载流，可靠性更高。
优选的，在所述混合式有载分接开关切换前，所述配电变压器分接头、所述电压输出端和所述分接开关主触头处于等电位，所述晶闸管不导通。其中，在分接开关未切换前，由于配电变压器分接头、电压输出端和分接开关主触头为等电位，晶闸管两端被短接，且也没有触发电流，晶闸管不导通。
本发明实施例提供的一种混合式有载分接开关的晶体管触发方法，通过在混合式有载分接开关切换过程中，分接开关主触头脱离配电变压器分接头，晶闸管辅助触头及晶闸管触发触头保持与配电变压器分接头连接，晶闸管两端存在电位差，进而晶闸管两端产生压降，同时通过第一触发电阻和第二触发电阻分压为所述晶闸管提供触发电流，以使所述晶闸管触发导通。本发明中不需要通过触头断开瞬间的电弧电压触发，也不需要外部辅助电路提供触发信号，而是通过分接头本身的电位进行晶闸管触发，从而能实现无源触发，其触发方法更可靠，不会受电弧电压随机性的影响，而且混合式有载分接开关结构简单，复杂度较低，便于操作。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种混合式有载分接开关，其特征在于，所述混合式有载分接开关具有用于与配电变压器分接头连接的分接开关主触头、晶闸管辅助触头以及晶闸管触发触头；所述分接开关主触头与电压输出端连接；
所述混合式有载分接开关包括晶闸管、第一触发电阻和第二触发电阻；所述晶闸管的第二主电极与所述晶闸管辅助触头连接，所述晶闸管的控制极通过所述第一触发电阻与所述晶闸管触发触头连接，所述晶闸管的控制极通过所述第二触发电阻与所述电压输出端连接，所述晶闸管的第一主电极与所述电压输出端连接；
所述晶闸管辅助触头、所述晶闸管触发触头通过机械开关与所述配电变压器分接头连接；
所述晶闸管为双向晶闸管。
2.如权利要求1所述的混合式有载分接开关，其特征在于，所述分接开关主触头为机械触头。
3.一种混合式有载分接开关的晶体管触发方法，其特征在于，适用于如权利要求1至2所述的混合式有载分接开关，所述方法包括：
在所述混合式有载分接开关切换时，分接开关主触头脱离配电变压器分接头，晶闸管辅助触头及晶闸管触发触头保持与所述配电变压器分接头连接，晶闸管两端产生电位差，同时通过第一触发电阻和第二触发电阻分压为所述晶闸管提供触发电流，以使所述晶闸管触发导通；
所述晶闸管辅助触头及所述晶闸管触发触头脱离所述配电变压器分接头后，所述晶闸管关断。
4.如权利要求3所述的混合式有载分接开关的晶体管触发方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述混合式有载分接开关正常运行时，所述分接开关主触头载流，所述晶闸管被短路。
5.如权利要求3所述的混合式有载分接开关的晶体管触发方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述混合式有载分接开关切换前，所述配电变压器分接头、所述电压输出端和所述分接开关主触头处于等电位，所述晶闸管不导通。
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