專利名稱：光控電子式正反調(diào)有載分接開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光機(jī)電一體化領(lǐng)域，是給正反調(diào)干式有載調(diào)壓變壓器配套使用的有載 分接開關(guān)。
背景技術(shù)：
電壓是衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)之一。電壓偏差直接危害用電設(shè)備，同時(shí)影響電 力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在無功電源充裕的電網(wǎng)中，廣泛采用有載調(diào)壓變壓器調(diào)壓， 以保證電網(wǎng)電壓質(zhì)量。傳統(tǒng)的有載調(diào)壓方法是采用機(jī)械式有載分接開關(guān)。該裝置技術(shù)比較成熟，在國內(nèi) 外電力系統(tǒng)中普遍采用。但這種機(jī)械式有載分接開關(guān)存在固有的缺陷例如調(diào)壓有弧、調(diào)壓 速度慢、不宜頻繁調(diào)壓。其改進(jìn)型產(chǎn)品如帶有真空泡的有載分接開關(guān)也同樣存在類似的問 題。這些固有缺陷使得他們不能完全滿足現(xiàn)代電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明采用機(jī)電一體化技術(shù)，設(shè)計(jì)制造出給正反調(diào)干式有載調(diào)壓變壓器配套的光 控電子式有載分接開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)無弧、快速、頻繁調(diào)壓。光控電子式正反調(diào)有載分接開關(guān)是給正反調(diào)干式變壓器配套用的調(diào)壓設(shè)備。本設(shè) 備由A、B、C三相構(gòu)成；每一相由正調(diào)開關(guān)、反調(diào)開關(guān)及通流/切換開關(guān)、光控觸發(fā)電路、多 點(diǎn)控制單元(如DSP)和光纖構(gòu)成。正調(diào)開關(guān)的兩端分別連接主線圈末端和調(diào)壓線圈首端， 反調(diào)開關(guān)的兩端分別連接主線圈末端和調(diào)壓線圈的末端。通流/切換開關(guān)的一端分別與調(diào) 壓線圈的分接頭連接，其另一端連接在一起，作為變壓器原邊線圈的末端。正調(diào)開關(guān)、反調(diào) 開關(guān)及每個(gè)通流/切換開關(guān)配有相應(yīng)的光控觸發(fā)電路；光控觸發(fā)電路由高壓電源模塊、高 壓光電轉(zhuǎn)換模塊、半導(dǎo)體放大電路和可控硅觸發(fā)電路組成，其通過導(dǎo)線與對應(yīng)的正調(diào)開關(guān)、 反調(diào)開關(guān)以及通流/切換開關(guān)連接。多點(diǎn)控制單元(如DSP)通過光纖與光控觸發(fā)電路連 接。正調(diào)開關(guān)、反調(diào)開關(guān)及通流/切換開關(guān)可以是反并聯(lián)可控硅，MOSFET, IGBT, IGCT 或固態(tài)繼電器等電力電子元件。本實(shí)用新型的光控電子式正反調(diào)有載分接開關(guān)中，通流/切換開關(guān)既作為通流開 關(guān)同時(shí)作為切換開關(guān)，在光控觸發(fā)信號的作用下，使正調(diào)開關(guān)、反調(diào)開關(guān)及通流/切換開關(guān) 在變壓器的電流過零點(diǎn)實(shí)現(xiàn)分接頭之間的電流切換，實(shí)現(xiàn)有載調(diào)壓。工作于低壓平臺的多 點(diǎn)控制單元(如DSP)通過光纖實(shí)現(xiàn)對高壓平臺的所有的正調(diào)開關(guān)、反調(diào)開關(guān)及通流/切換 開關(guān)程序控制。這種調(diào)壓不會產(chǎn)生電弧，不存在觸頭的電弧燒損問題，同時(shí)切換速度快，可 以頻繁操作。

附圖1為本實(shí)用新型與干式變壓器的連接圖；[0009]附圖2為本實(shí)用新型應(yīng)用于10KV、500KVA的干式變壓器的使用例；附圖3為本實(shí)用新型的光控觸發(fā)電路框圖。
具體實(shí)施方式
如附圖1所示(以一相為例)，干式變壓器主線圈通過正調(diào)開關(guān)Kf、反調(diào)開關(guān)&和 調(diào)壓線圈L1, L2, L3, L4的首末端分別連接。通流/切換開關(guān)K” K2, K3、K4、K5 一端與調(diào)壓線 圈的分接頭連接；另一端連接在一起，作為變壓器原邊線圈的末端。在附圖1中，正調(diào)開關(guān)、反調(diào)開關(guān)及通流/切換開關(guān)&、1(1；、1(1，1(2，1(3，1(4，1(5由反并 聯(lián)可控硅構(gòu)成，Gf, Ge, G1, G2, G3, G4, G5為它們對應(yīng)光控觸發(fā)電路。附圖2為本實(shí)用新型應(yīng)用于10KV、500KVA的干式變壓器的使用例。本實(shí)用新型的光控觸發(fā)電路由VS、0T、SA和GT組成，如附圖3所示。LC為多點(diǎn)控 制電路；VS為高壓電源模塊；OT為高壓光電轉(zhuǎn)換模塊；SA為半導(dǎo)體放大電路；GT為可控硅 觸發(fā)電路；OC為光纖；K為光控觸發(fā)電路引出的正調(diào)開關(guān)、反調(diào)開關(guān)或通流/切換開關(guān)的控 制開關(guān)；D為導(dǎo)線。具體的工作原理如下在初始正調(diào)工作狀態(tài)下，KF, K1導(dǎo)通，變壓器原邊只有主線圈Ltl接入。當(dāng)要求輸 出電壓下降時(shí)，控制電路發(fā)出信號，使K1斷開，K2導(dǎo)通，于是變壓器原邊接入電網(wǎng)的線圈為 LfL1，有效匝數(shù)增加，輸出電壓就會下降一個(gè)檔位；同樣道理，K2斷開，K3導(dǎo)通，輸出電壓下 降兩個(gè)檔位；K3斷開，K4導(dǎo)通，輸出電壓下降三個(gè)檔位;Κ4斷開，K5導(dǎo)通，輸出電壓下降4個(gè) 檔位。相反，在初始反調(diào)工作狀態(tài)下，斷開，Ke導(dǎo)通^斷開，K5導(dǎo)通；變壓器原邊只有主 線圈Ltl接入電網(wǎng)。當(dāng)要求輸出電壓上升時(shí)，控制電路使1(5斷開，K4導(dǎo)通，于是一次線圈接入 電網(wǎng)的線圈為Ltl-L4，有效匝數(shù)減少，輸出電壓就會上升一個(gè)檔位；同樣道理，K4斷開，K3導(dǎo) 通，輸出電壓上升兩個(gè)檔位；K3斷開，K2導(dǎo)通，輸出電壓上升三個(gè)檔位；Κ2斷開，K1導(dǎo)通，輸出 電壓上升4個(gè)檔位。本實(shí)用新型的光控電子式正反調(diào)有載分接開關(guān)與機(jī)械開關(guān)、真空開關(guān)相比具有如 下優(yōu)點(diǎn)1、采用電力電子元件例如反并聯(lián)可控硅，作為正調(diào)開關(guān)、反調(diào)開關(guān)及通流/切換 開關(guān)，從根本上消除調(diào)壓時(shí)的打火拉弧現(xiàn)象；2、切換速度快，可頻繁操作。
權(quán)利要求一種光控電子式正反調(diào)有載分接開關(guān)，由A、B、C三相構(gòu)成，其特征在于其每一相由正調(diào)開關(guān)、反調(diào)開關(guān)及通流/切換開關(guān)、光控觸發(fā)電路、多點(diǎn)控制單元和光纖構(gòu)成；正調(diào)開關(guān)的兩端分別連接主線圈末端和調(diào)壓線圈首端，反調(diào)開關(guān)的兩端分別連接主線圈末端和調(diào)壓線圈的末端，通流/切換開關(guān)的一端分別與調(diào)壓線圈的分接頭連接，其另一端連接在一起，作為變壓器原邊線圈的末端；正調(diào)開關(guān)、反調(diào)開關(guān)及每個(gè)通流/切換開關(guān)配有相應(yīng)的光控觸發(fā)電路；多點(diǎn)控制單元通過光纖與光控觸發(fā)電路連接。
2.如權(quán)利要求1所述的光控電子式正反調(diào)有載分接開關(guān)，其特征在于其光控觸發(fā)電路 由高壓電源模塊、高壓光電轉(zhuǎn)換模塊、半導(dǎo)體放大電路和可控硅觸發(fā)電路組成，其通過導(dǎo)線 與對應(yīng)的正調(diào)開關(guān)、反調(diào)開關(guān)以及通流/切換開關(guān)連接。
3.如權(quán)利要求1所述的光控電子式正反調(diào)有載分接開關(guān)，其特征在于其正調(diào)開關(guān)、反 調(diào)開關(guān)及通流/切換開關(guān)可以是反并聯(lián)可控硅，MOSFET、IGBT, IGCT或固態(tài)繼電器。
專利摘要本實(shí)用新型提出一種光控電子式正反調(diào)有載分接開關(guān)，給正反調(diào)干式有載調(diào)壓變壓器配套使用。光控電子式正反調(diào)有載分接開關(guān)本設(shè)備由A、B、C三相構(gòu)成；其每一相由正調(diào)開關(guān)、反調(diào)開關(guān)及通流/切換開關(guān)、光控觸發(fā)電路、多點(diǎn)控制單元和光纖構(gòu)成；正調(diào)開關(guān)、反調(diào)開關(guān)及每個(gè)通流/切換開關(guān)配有相應(yīng)的光控觸發(fā)電路；本實(shí)用新型的光控電子式正反調(diào)有載分接開關(guān)中，通流/切換開關(guān)既作為通流開關(guān)同時(shí)作為切換開關(guān)，在光控觸發(fā)信號的作用下，使正調(diào)開關(guān)、反調(diào)開關(guān)及通流/切換開關(guān)在變壓器的電流過零點(diǎn)實(shí)現(xiàn)分接頭之間的電流切換，實(shí)現(xiàn)有載調(diào)壓。工作于低壓平臺的多點(diǎn)控制單元(如DSP)通過光纖實(shí)現(xiàn)對高壓平臺的所有的正調(diào)開關(guān)、反調(diào)開關(guān)及通流/切換開關(guān)程序控制。這種調(diào)壓不會產(chǎn)生電弧，不存在觸頭的電弧燒損問題，同時(shí)切換速度快，可以頻繁操作。
文檔編號H01F29/04GK201689773SQ20102018329
公開日2010年12月29日 申請日期2010年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
發(fā)明者宋欣原, 張偉, 張志杰, 王曉亮 申請人:張偉;張志杰