CN2342452Y - 干式固体有载分接开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种与干式电力变压器配套使用的无触点干式固体有载分接开关,包括变压器绕组选接开关和高压过电流保护机构,其单数组、双数组有载切换开关和过渡开关是工作在高电压平台上的无触点开关电路,其光电转换器的入端和工作在低电压平台上的电光转换元件由光纤连接,很好地解决了高低压之间的绝缘问题,本分接开关寿命长,体积小,切换占用时间短,工作可靠。

Description

干式固体有载分接开关

本实用新型是一种与干式电力变压器配套构成有级调节自动稳压电力系统用的无触点干式固体有载分接开关。

目前，与干式电力变压器配用的分接开关，基本上是真空有载分接开关，无论是传统的油浸式有载分接开关，还是真空式有载分接开关，都是有触点开关，在1万伏以上高电压平台上进行频繁有载切换，在切断负荷时会产生弧光放电或火花放电，寿命短，切换的次数受到限制，这两种开关都需要弹簧储能装置作为操动机构，工作可靠性差，切换噪音大，制造工艺要求高。

无触点开关在电子技术中已得到广泛应用，而在电力变压器有级调节自动稳压电力系统中，由于无触点有载分接开关是工作在1万伏的高电压平台上的，而其控制调节电路则工作在380V左右的低电压平台上，其间的电力绝缘就成为不易解决的难题。

本实用新型的目的在于，为克服已有技术的不足，提供一种无触点有载切换，绝缘性能好，体积小的干式固体有载分接开关。

以下方式可实现本实用新型：

干式固体有载分接开关，包括联动的变压器绕组单数组和双数组选接开关、高压过电流保护机构、单数组有载切换开关、双数组有载切换开关和过渡开关，单数组有载切换开关、双数组有载切换开关和过渡开关均是工作在高电压平台上的无触点开关电路，其电子开关器件的门极连接门控电路的输出端，门控电路的输入端连接光电转换器的输出端，光电转换器的输入端连接光纤一端，光纤另一端连接工作在低电压平台上的电光转换器输出端，电光转换器的输入端连接控制调节电路的输出端。

本实用新型采用电力电子元件做为固体无触点有载切换开关，采用光纤隔离高、低压电平和传输光信号，控制电子开关的通断，其有载切换的次数不受真空有载分接开关50万次切换的限制，寿命长，工作可靠，无须弹簧储能机构，无切换噪音，体积小，降低了制造工艺要求，本分接开关缩短了每次切换占用的时间，不反向切换占用时间为10秒，反向切换占用时间为2秒。

图1为本实用新型电气原理简图。

图2为有载切换开关原理框图。

图3为控制调节电路电原理简图。

图4为一种单数组有载切换开关电原理图。

图5为一种双数组和过渡组有载切换开关电原理图。

实施例1：

图1中，QS1A、QS1B、QS1C是三相电力变压器的单数组无载选接开关，是联动开关(以下简称QS1),QS2A、QS2B、QS2C是双数组无载选接开关，也是联动开关，R_A、R_B、R_C是过渡电阻，GL_A、GL_B、GL_C是电流检测环节，QF1A、QF1B、QF1C是单数组有载切换开关(以下简称QF1)，QF2A、QF2B、QF2C是双数组有载切换开关(以下简称QF2),QF3A、Qf3B、QF3C是过渡组有载切换开关，(以下简称QF3),KT为控制调节电路，带箭头的细实线是9根光纤， 表示光信号传输方向，

空心箭头表示KT电信号输入和输出方向，KT把变压器的二次3相低压交流电作为工作电源，也做为自动调节器的输入信号，该信号经过处理，向有载切换开关发出光信号，控制开关的通断。用图1来说明本实用新型的基本工作过程：图中所示为电力稳压系统运行中的一个初始状态，QS1在第5档，QS2在第6档，此时QF1通，而QF2和QF3不通，变压器的低压端为用户配出了3相低电压；当输出电压低于稳定要求的电压值，KT的自动调节器从输入信号里检测出升压信号，经可编程序控制器处理，KT发出第1个光信号给QF3，使之导通，发出第2个信号使QF1阻断，发出第3个光信号使QF2导通，此时QF2和QF3同时导通，RA、RB、RC流过过渡电流，再发出4个光信号使QF3阻断，这样未经QS2转动即完成了从QF1导通转换为QF2导通，即从变压器高压线圈第5分接头到第6分接头的有载切换过程。

如果变压器输出的电压高于稳定要求的电压值，KT则检测出降压电信号，经处理后，KT先发出信号，给电磁离合器YA₂，把QS2的动触头在第6分接头上抬起来，然后启动电动机M，动触头旋转到第4分接头上落下，接通，触头无磨损，这过程中，因QF2是阻断的，QS2的动作是在无载状态下进行的，这个过程完成后，KT如上述顺次发出4个光信号、第1个给QF3使之通，第2个给QF1使之断，第3个给QF2使之通，第4个给QF3使之断，这样，经过QS2的转动完成了从QF1导通，转变为QF2导通，即变压器高压线圈从第5分接头到第4分接头的有载切换过程。

从QF2导通转换为QF1导通的切换过程与上述类似。从略。

图2中，V₁、V₂是电力晶闸管，RY是压敏电阻，V₁、V₂反向并联，两个门极连接到门控电路MK的输出端，MK的输入端连接红外光敏器件GM的输出端，光缆GX连接工作在高电压平台上的GM和工作在低电压平台上的红外发光器件FG,FG的入端连接在KT的输出端。

图3控制调节电路的入端是自动调节器AD，其输出连接到可编程序控制器PLC入端，PLC输出连接无触点有载切换开关电路MR入端，PLC还与驱动电磁离合器YA₁、YA₂和电动机M的驱动机机械电路QD相连接，发出指令使机械开关动作，完成无载状态下的有载切换过程。控制调节电路由变压器二次输出电压供电并作为自动调节器AD的输入信号。

图4是单数组有载切换开关电原理图，它是光控断电电路，对应于图1中的QF1A、QF1B和QF1C,SCR11和SCR12是对应于附图2中V₁和V₂的两个电力晶闸管，它们反并联连接在开关端子K₁和K₂之间，K₁、K₂两端的交流电压经二极管V₁₁-V₁₄桥式整流之后，向复合三极管V₁₀₁供电，V₁₀₁是SCR11和SCR12的门极触发开关，光敏晶体管V₁₀₅和电阻R₁₀₄分压，提供三极管V₁₀₄的基极偏置，V₁₀₄与R₁₀₁提供V₁₀₁的基极偏置，二极管V₁₁、V₁₂及反向串联的二极管V₁₅、V₁₆为三极管V₁₀₄和光敏晶体管V₁₀₅提供直流电源，连接在整流桥交流端与开关端子K₁、K₂之间的二极管V₁₇、V₁₈为SCR11及SCR12的门极提供反向通路，K₁、K₂端子加上交流电之后。若V₁₀₅未收到光信号，则V₁₀₅不通，V104不通，使V₁₀₁基极为高电位，V₁₀₁导通，其过程如下：当K₂为正、K₁为负的半周时有电流通路为K₂、V₁₈ V₁₁ V₁₀₁ V₁₃ SCR11的门极K₁，则SCR11导通，而当K₁为正、K₂为负的半周时，有电流通路为K₁、V₁₇ V₁₂ V₁₀₁ V₁₀₄ SCR12的门极K₂，则SCR12导通，即该固体开关处于导通状态；若V₁₀₅收到光信号，则上述过程相反，该固体开关处于阻断状态，即光控断电电路。

图5是双数组和过渡组有载切换开关电原理图，是光控通电电路，对应于图1中的QF2A、QF2B、QF2C和QF3A、QF3B、QF3C，其电路结构同上，不同的是当V₂₀₅收到光信号后，K₁、K₂之间是导通的，即V₂₀₅受光后导通，V₂₀₄基极偏压低，截止，V₂₀₄集电极高电位，V₂₀₁导通，K₁、K₂间构成通路，当V₂₀₅不受光时，K₁、K₂间是阻断的，其工作过程同上，从略。

Claims (3)

1、一种干式固体有载分接开关，包括联动的变压器绕组单数组和双数组选接开关、高压过电流保护机构、单数组有载切换开关、双数组有载切换开关和过渡开关，其特征是：所述的单数组有载切换开关、双数组有载切换开关和过渡开关均是工作在高电压平台上的无触点开关电路，其电子开关器件的门极连接门控电路的输出端，门控电路的输入端连接光电转换器的输出端，光电转换器的输入端连接光纤一端，光纤另一端连接工作在低电压平台上的电光转换器输出端，电光转换器的输入端连接控制调节电路的输出端。

2、根据权利要求1所述的分接开关，其特征是：单数组有载切换开关是光控断电电路，其结构是两个电力晶闸管(SCR11)、(SCR12)反向并联连接在开关端子K₁和K₂之间，K₁、K₂两端的交流电压经二极管(V11)、(V12)、(V13)、(V14)桥式整流之后，向复合三极管(V101)供电，复合三极管(V101)是两个电力晶闸管(SCR11)和(SCR12)的门极的触发开关，光敏器件(V105)和电阻(R104)分压，提供三极管(V104)的基极偏置，三极管(V104)与电阻(R101)分压提供复合三极管(V101)的基极偏置，二极管(V11)、(V12)及反向串联的二极管(V15)、(V16)为三极管(V104)和光敏器件(V105)提供直流电源，连接在整流桥交流端与开关端子K₁、K₂之间的二极管(V17)、(V18)为晶闸管(SCR11)和(SCR12)的门极提供反向通路。

3、根据权利要求1所述的分接开关，其特征是：所述的控制调节电路由变压器二次输出电压供电并作为自动调节器(AD)的输入信号，可编程序控制器(PLC)的输入端与自动调节器(AD)的输出端联接，可编程序控制器(PLC)的输出连接无触点有载切换开关电路MR入端，PLC还与驱动电磁离合器YA₁、YA₂和电动机M的驱动机机械电路QD相连接，发出指令使机械开关动作，完成无载状态下的有载切换过程。

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