CN1383163A - 负载时抽头转换器 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种负载时抽头转换器,包括用绝缘气体进行绝缘,在变压器线圈12上从当前运行中的第1抽头13选择接着运行的第2抽头14,在从第1抽头13向第2抽头14的转流途中并在对变压器线圈12的各抽头13、14间进行桥接时,利用电流限制元件20的扼流圈将抽头桥接电流限制在规定值以下,利用真空开关21、22使负载电流从第1抽头13转流到第2抽头14。能控制抽头转换时的温度上升得小型化。

Description

负载时抽头转换器

(1)技术领域

本发明涉及在电力变压器中使用的负载时抽头转换器。

(2)背景技术

负载时抽头转换器是在变压器被激励的状态或者施加负载的状态，转换变压器线圈的抽头的抽头转换器。因此，负载时抽头转换器具有以下3个功能。(1)在保持当前运行中的第1抽头的连接的同时，选择接着运行的第2抽头的选择功能。(2)使电流从第1抽头开关转流到第2抽头的电流开关转流功能。(3)在电流开关转流时，对变压器线圈的第1抽头和第2抽头间暂时进行桥接时，将各抽头间的桥接电流限制在规定值以下的安全值的桥接电流限制功能。

在绝缘媒体中使用绝缘油或者绝缘气体中任何一种的负载时抽头转换器，也具有这3种功能。在使用绝缘气体的负载时抽头转换器中，为了防止在电流开关转流功能中在断开各抽头间的桥接电流时电弧分解绝缘气体，利用真空开关进行桥接电流的断开。

图4是表示使用绝缘气体作为绝缘媒体的以往的负载时抽头转换器的动作说明图。在图4中，在变压器线圈1上当前第1抽头2运行中的场合，如图(a)所示，负载电流从变压器线圈1流过第1抽头2、固定接点3、主动接点4、真空开关5和输出端6的通路。

这里，在从第1抽头2转换到第2抽头7的场合，辅助可动接点8离开固定接点3(图4(b))，并接通第2抽头7侧的固定接点9(图4(c))。接着，真空开关10一闭合(图4(d))，抽头桥接电流就流过第1抽头2、固定接点3、主动接点4、真空开关5、10、电阻器11、辅助可动接点8、固定接点9和第2抽头7的通路。此外，为了使抽头桥接电流不超过各部分的通电能力并且不超过真空开关5的断开能力的危险值，设定作为限流阻抗的电阻器11的电阻值，将抽头桥接电流限制在规定值以下(通常为几欧姆)。

然后，断开真空开关5(图4(e))，一断开负载电流和抽头桥接电流，负载电流就从变换器线圈1转流第2抽头7、固定接点9、辅助可动接点8、电阻器11、真空开关10和输出端6的通路。接着，主动接点4离开固定接点3(图4(f))。然后，在真空开关5断开的状态，将主动接点4与固定接点9接通(图4(g))。接着，真空开关5一闭合(图4(h))，负载电流就从变压器线圈1转流第2抽头7、固定接点9、主动接点4、真空开关5和输出端6的通路。接着，真空开关10一断开(图4(i))，就完成从第1抽头2到第2抽头7的转换动作。

(3)发明内容

因为以往的负载时抽头转换器为如前所述的结构，所以在抽头转换动作时由于图4(d)中的桥接电流、图4(e)～(g)中的负载电流流过电阻器11，而使电阻器11发热。因绝缘气体的冷却时常数可能是绝缘油的50倍以上而使冷却变差，所以伴随着抽头转换动作的电阻器11的温度上升增大。因此，为使电阻器11的温度上升控制在安全的范围内，有必要使作为限流阻抗的电阻器11大型化，所以有难于谋得负载时抽头转换器整体小型化的问题。

本发明要解决的技术问题是提供能控制抽头转换时的温度上升并谋得小型化的负载时抽头转换器。

与本发明相关的负载时抽头转换器，

用绝缘气体进行绝缘，在变压器线圈上从当前运行中的第1抽头选择接着运行的第2抽头，在从第1抽头向第2抽头的转流途中并在对变压器线圈的各抽头间进行桥接时，利用扼流圈将抽头桥接电流限制在规定值以下，利用真空开关使负载电流从第1抽头转流到第2抽头。

(4)附图说明

图1是表示本发明实施形态1的结构的电路图。

图2是表示图1的动作顺序说明图。

图3是表示图1的转换动作说明图。

图4是表示以往的负载时抽头转换器的动作说明图。

(5)具体实施方式

下面，参照附图对实施本发明的最佳实施形态进行说明。

实施形态1

图1是表示本发明实施形态1的结构的电路图。在图1中，12是变压器线圈，13是从变压器线圈12导出的第1抽头，14是从变压器线圈12导出的第2抽头，15是与第1抽头13连接的固定接点，16是与第2抽头14连接的固定接点，17是主动接点、能与各固定接点15、16接触。18是辅助可动接点，能与各固定接点15、16接触。19是由各固定接点15、16和各可动接点17、18构成的抽头选择器、具有抽头选择功能。20是与辅助可动接点连接的作为限流阻抗的扼流圈、具有桥接电流限制功能。21是与主动接点17连接的真空开关。22是真空开关、与辅助可动接点18和扼流圈20串联连接。23是用真空开关21、22构成的转换开关器、具有电流开关转流功能。24是与各真空开关21、22连接的输出端。

下面，对动作进行说明。

图2是表示图1的动作顺序说明图。图3是表示图1的转换动作说明图。表1表示从第1抽头13向第2抽头14的转换动作。

                                         表1

级	图3	接点类的动作	负载流	抽头桥接电流
					1	a	在第1抽头13运行中	流过12→13→15→17→21→24的通路。
2	b	辅助可动接点18离开固定接点15向着固定接点16移动。
				3	c	辅助可动接点18与固定节点16接通
4	d	真空开关22闭合，两抽头13、14间桥接，抽头桥接电流流过。	流过13→15→17→21→22→20→18→16→14的通路。
				5	e	真空开关21断开，断开负载电流和桥接电流。	转流过12→14→16→18→20→22→24的通路。
6	f	主动节点17离开固定节点15向着固定节点16移动
				7	g	主动节点17与固定接点16接通
8	h	真空开关21闭合	转流过12→14→16→17→21→24的通路。
				9	i	真空开关22断开

在图1到图3中，现在，在变压器线圈12上的第1抽头13运行(图1和图3(a))。这种场合，负载电流从变压器线圈12流过第1抽头13、固定接点15、主动接点17、真空开关21和输出端24的通路。

这里，在进行第1抽头13从向第2抽头14转换的场合，首先，辅助可动接点18离开固定接点15(图3(b))，并与第2抽头14侧的固定接点16接通(图3(c))。接着，真空开关22闭合，抽头桥接电流从第1抽头13流过固定接点15、主动接点17、真空开关21、22、扼流圈20、辅助可动接点18、固定接点16和第2抽头14的通路(图3(d))。然后，如图3(e)所示，真空开关21断开，一断开负载电流和抽头电流，负载电流就从变压器线圈12转流过第2抽头14、固定接点16、辅助可动接点18、扼流圈20、真空开关22和输出端24的通路。

接着，主动接点17离开第1抽头13侧的固定接点15(图3(f))。然后，在真空开关21断开的状态，主动接点17与第2抽头14侧的固定接点16接通(图3(g))。然后，真空开关21一闭合(图3(h))，负载电流就从变压器线圈12转流过第2抽头14、固定接点16、主动接点17、真空开关21和输出端24的通路。最后，借助于断开真空开关22，完成从第1抽头13到第2抽头14的抽头转换(图3(i))。

在从第1抽头13到第2抽头14的转换动作时，在表1的级4(图3(d))中，抽头桥接电流流过扼流圈20，并且在级5～7(图3(e)～(g))中，负载电流也流过扼流圈20。

下面，对将限流阻抗从电阻器变换成扼流圈时发生什么样的变化进行说明。

首先，虽然温度上升是个问题，但这是由电流流过时的限流阻抗的有效损耗来决定。

一般地，电阻器和扼流圈在阻抗中总包含电抗成分和电阻成分。通常，电阻器为(电阻成分)＞＞(电抗成分)，扼流圈为(电抗成分)＞＞(电阻成分)，所以，电阻器为(阻抗值)(电阻值)，扼流圈为(阻抗值)(电抗值)。因此，如果阻抗值相同，则电阻器为(阻抗降低)(电阻降低)，因为电阻降低与电流同相(功率因素为1)，所以电流的平方与阻抗值的乘积为有效损耗。

与此相应，扼流圈为(阻抗降低)(电抗降低)，因为电抗降低与电流产生90度的相位差(电流延迟)(功率因素为0)，所以电流的平方与阻抗值的乘积不是有效损耗。即，在扼流圈中，仅扼流圈的电阻成分引起的损耗(电流的平方与电阻部分(线圈导体电阻)的积)为有效损耗。

在阻抗值为几欧姆的扼流圈的场合，因能容易地将电阻成分设计在阻抗值的10％以下，所以能将扼流圈20的有效损耗降低到电阻器的1/10以下。因此，能谋得作为限流阻抗的扼流圈20的小型化。

接着，因为一将限流阻抗从电阻器变换成扼流圈20，就在转换开关器23在电流断开时的断开电流与恢复电压(电流断开号在接点间出现的电压)间产生相位差，所以电流难于断开。在相位差为0的场合，因为电流的0点也是恢复电压的0点，所以电流容易断开。但是，因为一有相位差，就在电流的0点在接点间出现恢复电压的峰值，所以在消弧的瞬间在接点间电压急剧地上升，使消除弧困难(参照：电气书院刊“负载时抽头转换器及其电路”，第88页)。

也就是说，虽然在电阻器的场合，断开电流与恢复电压的相位差是0°(同相)，但在扼流圈的场合，因断开电流与恢复电压的相位差是90°，所以在扼流圈方式的场合，电流难于断开。因此，在限流阻抗中使用专门的电阻器就是这个原因。为了在具有通常的断开能力的接点开放型的通常开关器中安全地断开电流，必须是容易消弧的电阻器。但是，因与接点开放型的通常开关器相比，在气体绝缘型的负载时抽头转换器中使用具有非常大的断开能力的真空开关，所以没有由于相位差90°的消弧困难的实际问题。在气体绝缘型负载时抽头转换器中，为了防止因电弧分解绝缘气体，所以在转换开关器中虽然不得不使用真空开关，但相反地借助于使用扼流圈，能抑制电流难于断开的副作用。

也就是说，气体绝缘和真空开关以及扼流圈的组合，扼流圈能补偿气体绝缘的不利于冷却的缺点，真空开关能补偿使用扼流圈在断开电流和恢复电压间产生相位差、并电流难于断开的缺点

如前所述，为了防止由于抽头桥接电流的断开时发生的电弧使绝缘气体分解，因借助于以真空开关21、22为转换开关器、用扼流圈20构成限流阻抗，能降低抽头转换动作时限流阻抗的温度上升，所以能谋得限流阻抗的小型化，因此，能谋得装置整体的小型化。

采用本发明，因则借助于使用扼流圈代替作为限流阻抗的电阻器，能谋得限流阻抗的小型化，所以其结果，能谋得装置的小型化。

Claims (1)

1.一种负载时抽头转换器，其特征在于，

用绝缘气体进行绝缘，在变压器线圈上从当前运行中的第1抽头选择接着运行的第2抽头，在从所述第1抽头向所述第2抽头的转流途中并在对所述变压器线圈的所述各抽头间进行桥接时，利用扼流圈将抽头桥接电流限制在规定值以下，利用真空开关使负载电流从所述第1抽头转流到所述第2抽头。

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