CN111899999B - 电力电子分接开关装置和配电变压器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力电子分接开关装置，其特征在于，包括：第一分接头、第二分接头、主触头、第一辅助触头、第二辅助触头、第一触发触头、第二触发触头、输出端、第一晶闸管、第二晶闸管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、和第四电阻。本发明还公开一种配电变压器。采用本发明实施例，能够能有效实现电力电子开关的无源触发，增加电路可靠性和降低成本。

Description

电力电子分接开关装置和配电变压器

技术领域

本发明涉及电子开关技术领域，尤其涉及一种电力电子分接开关装置和配电变压器。

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。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，实现无源触发后，不需要外部触发电路和装置，一是增加了可靠性，二是减少了成本。现有技术中通常大多采用有源触发，有缘触发需要配置外部触发电路和装置，电路成本较高。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种电力电子分接开关装置和配电变压器，能有效实现电力电子开关的无源触发，增加电路可靠性和降低成本。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种电力电子分接开关装置，包括：

第一分接头、第二分接头、主触头、第一辅助触头、第二辅助触头、第一触发触头、第二触发触头、输出端、第一晶闸管、第二晶闸管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；其中，

所述主触头、所述第一辅助触头、所述第二辅助触头、所述第一触发触头和所述第二触发触头分别用于连接所述第一分接头的第一静触头或所述第二分接头的第二静触头；

所述主触头还连接所述输出端；所述第一辅助触头连接所述第一晶闸管的一端，所述第一晶闸管的另一端连接所述输出端；所述第二辅助触头连接所述第二晶闸管的一端，所述第二晶闸管的另一端连接所述输出端；

所述第一触发触头连接所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端连接所述输出端；

所述第二触发触头连接所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端连接所述第四电阻的第一端，所述第四电阻的第二端连接所述输出端。

作为上述方案的改进，所述电力电子分接开关装置还包括第五电阻；其中，

所述第五电阻的第一端连接所述第二晶闸管，所述第五电阻的第二端连接所述输出端。

作为上述方案的改进，当所述电力电子分接开关装置正常运行时，所述主触头、所述第一辅助触头、所述第二辅助触头、所述第一触发触头和所述第二触发触头均与所述第一静触头连接。

作为上述方案的改进，当所述电力电子分接开关装置开始切换时，所述主触头、所述第一辅助触头、所述第二辅助触头、所述第一触发触头和所述第二触发触头按照预设的切换控制策略将与所述第一静触头的连接切换为与所述第二静触头的连接。

作为上述方案的改进，所述切换控制策略包括：

所述主触头断开与所述第一静触头的连接；

所述第一触发触头断开与所述第一静触头的连接；

所述第一辅助触头断开与所述第一静触头的连接，且建立与所述第二静触头连接；

所述第一触发触头建立与所述第二静触头连接；

所述第二触发触头断开与所述第一静触头的连接；

所述主触头建立与所述第二静触头连接；

所述第二辅助触头断开与所述第一静触头的连接，且建立与所述第二静触头连接；

所述第二触发触头建立与所述第二静触头连接。

作为上述方案的改进，所述第一分接头和所述第二分接头为相邻分接头。

为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种配电变压器，所述配电变压器包括上述任一实施例所述的电力电子分接开关装置。

与现有技术相比，本发明公开的电力电子分接开关装置和配电变压器，通过在分接开关切换过程中实现晶闸管无源触发，能够增加电路可靠性和降低成本。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种电力电子分接开关装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的第一种电力电子分接开关装置的电路图；

图3是本发明实施例提供的第二种电力电子分接开关装置的电路图；

图4是本发明实施例提供的第三种电力电子分接开关装置的电路图；

图5是本发明实施例提供的第四种电力电子分接开关装置的电路图；

图6是本发明实施例提供的第五种电力电子分接开关装置的电路图；

图7是本发明实施例提供的第六种电力电子分接开关装置的电路图；

图8是本发明实施例提供的第七种电力电子分接开关装置的电路图。

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，图1是本发明实施例提供的一种电力电子分接开关装置的结构示意图；所述电力电子分接开关装置包括：第一分接头、第二分接头、主触头MC、第一辅助触头S1、第二辅助触头S3、第一触发触头S2、第二触发触头S4、输出端O、第一晶闸管VS1、第二晶闸管VS2、第一电阻TR1、第二电阻TR2、第三电阻TR3和第四电阻TR4；其中，

所述第一分接头和所述第二分接头为相邻分接头，所述主触头MC、所述第一辅助触头S1、所述第二辅助触头S3、所述第一触发触头S2和所述第二触发触头S4分别用于连接所述第一分接头的第一静触头A或所述第二分接头的第二静触头B；

所述主触头MC还连接所述输出端O；所述第一辅助触头S1连接所述第一晶闸管VS1的一端，所述第一晶闸管VS1的另一端连接所述输出端O；所述第二辅助触头S3连接所述第二晶闸管VS2的一端，所述第二晶闸管VS2的另一端连接所述输出端O；

所述第一晶闸管VS1的控制极通过所述第二电阻TR2与所述输出端O连接，所述第二晶闸管VS2的控制极通过所述第四电阻TR4与所述输出端O连接；

所述第一触发触头S2连接所述第一电阻TR1的第一端，所述第一电阻TR1的第二端连接所述第二电阻TR2的第一端，所述第二电阻TR2的第二端连接所述输出端O；

所述第二触发触头S4连接所述第三电阻TR3的第一端，所述第三电阻TR3的第二端连接所述第四电阻TR4的第一端，所述第四电阻TR4的第二端连接所述输出端O。

进一步地，所述电力电子分接开关装置还包括第五电阻TR5；其中，所述第五电阻TR5的第一端连接所述第二晶闸管VS2，所述第五电阻TR5的第二端连接所述输出端O。

可选地，所述第一电阻TR1、所述第二电阻TR2、所述第三电阻TR3和所述第四电阻TR4为触发电阻，所述第五电阻TR5为过渡电阻。

具体地，当所述电力电子分接开关装置正常运行时，所述主触头MC与第一静触头A接触，实现载流；S1、S2、S3、S4通过机械开关与所述第一静触头A连接。分接开关未切换前，由于A、MC与O为等电位，晶闸管VS1、VS2两端被短接，且也没有触发电流，VS1、VS2晶闸管不会导通。分接开关开始切换时，通过控制器控制所述主触头MC先于S1、S2、S3、S4离开所述第一静触头A。此时，由于S1、S2、S3、S4触头仍与所述第一静触头A连接，晶闸管VS1、VS2两端将会有电位差存在，该电位差即为配电变压器该分接头的电压。该电位差进而在晶闸管VS1、VS2两端产生压降，同时通过触发电阻分压可为晶闸管VS1、VS2提供触发电流，从而实现晶闸管VS1、VS2的无源导通。

具体地，参见图2，当所述电力电子分接开关装置正常运行时，所述主触头MC、所述第一辅助触头S1、所述第二辅助触头S3、所述第一触发触头S2和所述第二触发触头S4均与所述第一静触头A连接。

具体地，当所述电力电子分接开关装置开始切换时，所述主触头MC、所述第一辅助触头S1、所述第二辅助触头S3、所述第一触发触头S2和所述第二触发触头S4按照预设的切换控制策略将与所述第一静触头A的连接切换为与所述第二静触头B的连接。

可选地，所述切换控制策略包括S101～S108：

S101、所述主触头MC断开与所述第一静触头A的连接；

S102、所述第一触发触头S2断开与所述第一静触头A的连接；

S103、所述第一辅助触头S1断开与所述第一静触头A的连接，且建立与所述第二静触头B连接；

S104、所述第一触发触头S2建立与所述第二静触头B连接；

S105、所述第二触发触头S4断开与所述第一静触头A的连接；

S106、所述主触头MC建立与所述第二静触头B连接；

S107、所述第二辅助触头S3断开与所述第一静触头A的连接，且建立与所述第二静触头B连接；

S108、所述第二触发触头S4建立与所述第二静触头B连接。

具体地，在步骤S101中，参见图3，所述主触头MC与所述第一静触头A断开连接，所述第一晶闸管VS1两端产生电压差触发导通，此时负荷电流经过S1-VS1支路流过。此时所述第二晶闸管VS2也会导通，但是由于所述第二晶闸管VS2与所述第五电阻TR5串联，负荷电流都会从VS1支路走。

具体地，在步骤S102中，参见图4，所述第一触发触头S2与所述第一静触头A断开连接，所述第一晶闸管VS1断开，此时负荷电流经过S3-VS2-TR5支路流过。

具体地，在步骤S103中，参见图5，所述第一辅助触头S1断开与所述第一静触头A的连接，且建立与所述第二静触头B连接。

具体地，在步骤S104中，参见图6，所述第一触发触头S2建立与第二静触头B的连接，此时所述第一晶闸管VS1再次导通，负荷电流经过S3-VS2-TR5支路、S1-VS1支路通过，由于VS1和VS2分别接在B、A静触头，两静触头的电压差在回路中产生环流。

具体地，在步骤S105中，参见图7，所述第二触发触头S4断开与所述第一静触头A的连接，此时所述第二晶闸管VS2断开，负荷电流经过S1-VS1支路通过。

具体地，在步骤S106～107中，参见图8，所述主触头MC与所述第二静触头B建立连接，所述第一晶闸管VS1被短接，所述第一晶闸管VS1断开，所述第二辅助触头S3断开与所述第一静触头A的连接，且建立与所述第二静触头B连接，所述第二触发触头S4与第二静触头B触头连接，所述第二晶闸管VS2被短接，所述第二晶闸管VS2断开，负荷电流最终转移到B支路。此时完成将所述主触头MC、所述第一辅助触头S1、所述第二辅助触头S3、所述第一触发触头S2和所述第二触发触头S4与所述第一静触头A的连接切换为与所述第二静触头B的连接。

与现有技术相比，本发明公开的电力电子分接开关装置，通过在分接开关切换过程中实现晶闸管无源触发，能够增加电路可靠性和降低成本。

进一步地，本发明实施例还提供一种配电变压器，所述配电变压器包括上述实施例所述的电力电子分接开关装置。

与现有技术相比，本发明公开的配电变压器，通过在分接开关切换过程中实现晶闸管无源触发，能够增加电路可靠性和降低成本。

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 (7)

1.一种电力电子分接开关装置，其特征在于，包括：第一分接头、第二分接头、主触头、第一辅助触头、第二辅助触头、第一触发触头、第二触发触头、输出端、第一晶闸管、第二晶闸管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；其中，

所述主触头、所述第一辅助触头、所述第二辅助触头、所述第一触发触头和所述第二触发触头分别用于连接所述第一分接头的第一静触头或所述第二分接头的第二静触头；

所述主触头还连接所述输出端；所述第一辅助触头连接所述第一晶闸管的一端，所述第一晶闸管的另一端连接所述输出端；所述第二辅助触头连接所述第二晶闸管的一端，所述第二晶闸管的另一端连接所述输出端；

所述第一晶闸管的控制极通过所述第二电阻与所述输出端连接，所述第二晶闸管的控制极通过所述第四电阻与所述输出端连接；

所述第一触发触头连接所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端连接所述输出端；

所述第二触发触头连接所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端连接所述第四电阻的第一端，所述第四电阻的第二端连接所述输出端。

2.如权利要求1所述的电力电子分接开关装置，其特征在于，所述电力电子分接开关装置还包括第五电阻；其中，

所述第五电阻的第一端连接所述第二晶闸管，所述第五电阻的第二端连接所述输出端。

3.如权利要求1所述的电力电子分接开关装置，其特征在于，当所述电力电子分接开关装置正常运行时，所述主触头、所述第一辅助触头、所述第二辅助触头、所述第一触发触头和所述第二触发触头均与所述第一静触头连接。

4.如权利要求3所述的电力电子分接开关装置，其特征在于，当所述电力电子分接开关装置开始切换时，所述主触头、所述第一辅助触头、所述第二辅助触头、所述第一触发触头和所述第二触发触头按照预设的切换控制策略将与所述第一静触头的连接切换为与所述第二静触头的连接。

5.如权利要求4所述的电力电子分接开关装置，其特征在于，所述切换控制策略包括：

所述主触头断开与所述第一静触头的连接；

所述第一触发触头断开与所述第一静触头的连接；

所述第一辅助触头断开与所述第一静触头的连接，且建立与所述第二静触头连接；

所述第一触发触头建立与所述第二静触头连接；

所述第二触发触头断开与所述第一静触头的连接；

所述主触头建立与所述第二静触头连接；

所述第二辅助触头断开与所述第一静触头的连接，且建立与所述第二静触头连接；

所述第二触发触头建立与所述第二静触头连接。

6.如权利要求1所述的电力电子分接开关装置，其特征在于，所述第一分接头和所述第二分接头为相邻分接头。

7.一种配电变压器，其特征在于，所述配电变压器包括上述权利要求1～6中任一项所述的电力电子分接开关装置。

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