基于二極管和高速真空開關串聯(lián)組合的混合式無弧開關的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于變壓器技術領域，具體是關于無弧開關的變壓器調壓技術，本實用新型中尤指基于二極管和高速真空開關串聯(lián)組合的混合式無弧開關。
【背景技術】
[0002]電力變壓器的分接開關是用來調節(jié)變壓器輸出電壓的。由于電力系統(tǒng)電網(wǎng)中各處的電壓不是完全相同的，為了使得變壓器無論安裝在電網(wǎng)什么位置都能輸出額定電壓，就在變壓器的高壓繞組設置了多次抽頭，并將抽頭接到分接開關上，通過開關與電網(wǎng)相連。這樣，可以通過分接開關與不同的變壓器繞組抽頭連接來改變變壓器高低壓繞組的匝數(shù)比，從而達到調節(jié)變壓器輸出電壓的目的。分接開關有無載調節(jié)和有載調節(jié)兩種，前者只能在變壓器于電網(wǎng)脫開后調節(jié)分接開關位置，而后者可以在變壓器運行工況中調節(jié)分接頭位置。
[0003]傳統(tǒng)上，機械構件與電動機構結合狀態(tài)下的變壓器有載調壓分接開關存在的大量的問題與缺陷，其中以較高的故障率以及較慢的響應動作為主。更關鍵的是:在變壓器調壓過程當中，受到電弧作用力因素的影響，極有可能致使觸頭出現(xiàn)燒蝕等方面的問題，不但會致使油體污染方面的問題產生(油浸變壓器)，同時也在很大程度上制約著變壓器功能的實現(xiàn)。而在引入大功率電力電子開關應用于有載分接開關時，可滿足調壓運行的無弧化特點，且具有切換速度快從而達到提高電力調壓響應速度水平之目的，但也存在器件使用數(shù)量較多從而應用成本高，器件長期連續(xù)導通有電流通過則通態(tài)損耗高，如需配冷卻系統(tǒng)則進一步增加設備造價和運行成本，此外電力電子器件長期發(fā)熱運行狀況下存在可靠性問題。且受到制造成本、運行可靠性等多個方面因素的影響，導致該技術無法在實際應用中加以落實。
[0004]但是，隨著電力電子技術的發(fā)展與完善，電力系統(tǒng)對于相關技術的應用更加的完善，從而使得變壓器無弧有載調壓方案的可行性更加突出。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型即針對上述問題提出較好的解決方案，提供一種基于二極管和高速真空開關串聯(lián)組合的混合式無弧開關。這種新形勢下的混合式無弧開關的切換控制模式，對于變壓器的有載調壓具有更大的保障性，并克服了電力電子器件由于長期連續(xù)導通造成的高通態(tài)損耗問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術方案:一種基于二極管和高速真空開關串聯(lián)組合的混合式無弧開關，所述開關包括兩個二極管和三個高速真空開關，其中二極管(Dl)和高速真空開關(Kl)串聯(lián)、二極管(D2)和高速真空開關(K3)串聯(lián)，這兩條串聯(lián)電路同時與高速真空開關(K2)組成并聯(lián)電路，且二極管(Dl)和二極管(D2)在并聯(lián)電路中互為反方向；所述并聯(lián)電路的兩個對外連接端分別作為輸入和輸出。
[0007]所述高速真空開關(ΚΙ，K2，K3)的選型為:BMK系列，分、合時間不大于3ms。
[0008]所述二極管(D1，D2)的選型為:BMD系列。
[0009]所述開關的關合和開斷過程為:
[0010]設電流由連接端(a)流向連接端(b)時為參考正方向；并設電流為正方向時，二極管(Dl)和尚速真空開關(Kl)的串聯(lián)電路不能導通，而一■極管(D2)和尚速真空開關(K3)的串聯(lián)電路能導通，
[0011]此時關合切換過程為:
[0012]當測得電流為正向時，首先合上高速真空開關(Kl)，斷開真空開關(K3)，然后進而合上高速真空開關(K2)和高速真空開關(K3)，開關則進入穩(wěn)態(tài)運行工況；
[0013]當測得電流為反向時，則首先合上高速真空開關(K3)，斷開真空開關(Kl)，然后進而合上高速真空開關(K2)和高速真空開關(Kl)，開關進入穩(wěn)態(tài)運行工況；
[0014]此時開斷切換過程為:
[0015]測得電流為正向時，首先斷開高速真空開關(K2)，然后斷開高速真空開關(Kl)，在電流過零關斷時即斷開高速真空開關(K3);
[0016]測得電流為反向時，首先斷開高速真空開關(K2)，然后斷開高速真空開關(K3)，在電流過零關斷時即斷開真空開關(Kl)。
[0017]本實用新型由于采取以上技術方案而具有的有益效果是:
[0018]1、本實用新型采用真空開關和二極管串聯(lián)構成混合式無弧開光裝置，真空開關極短的分、合時間和極小的分、合時間分散性可滿足工頻0.5周波時間范圍的控制需要，完全適于實現(xiàn)混合式無弧開關的變壓有載調壓方法的需要，且成本較低。
[0019]2、本實用新型采用在變壓器高壓繞組分接抽頭上連接混合式無弧開關裝置，混合式無弧開關裝置基于高速真空開關與兩二極管的配合工作，真空開關機械觸頭的開斷動作均是以不帶電流運行作為基本前提，所有電流的關合與開斷也都在電流自然過零點自動切換而實現(xiàn)。因此調壓過程無電氣沖擊而且運行期間可最大限度避免機械觸頭燒損以及油體污染等方面的質量問題，從根本上避免了因線路頻繁檢修而導致的損失問題。
[0020]3、本實用新型采用的兩二極管可在切換過程當中承擔關合或開斷電流的任務，長期穩(wěn)態(tài)運行工況下，電流可通過真空開關機械觸頭流通，消除了通態(tài)損耗發(fā)熱問題，進而提高了開關工作的可靠性。本實用新型可以廣泛在變壓器調壓領域中應用。
[0021]本實用新型的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分可以從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本實用新型而了解。
【附圖說明】
[0022]附圖僅用于示出具體實施例的目的，而并不認為是對本實用新型的限制。
[0023]圖1是本實用新型的混合式無弧開關裝置結構示意圖；
[0024]圖2是本實用新型基于混合式無弧開關裝置的變壓器有載調壓原理示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述，其中，附圖與本實用新型的實施例一起用于闡釋本實用新型。但本領域的技術人員應該知道，以下實施例并不是對本實用新型技術方案作的唯一限定，凡是在本實用新型技術方案精神實質下所做的任何等同變換或改動，均應視為屬于本實用新型的保護范圍。
[0026]本實用新型提供的一種新型基于二極管和高速真空開關串聯(lián)組合的混合式無弧開關，是基于高速真空開關與大功率電力電子開關器件混合動作的開關，包括高速真空開關和二極管的串聯(lián)組合。這種開關結構下，所有機械觸頭的開斷動作均是以不帶電流運行作為基本前提，所有電流的關合與開斷也都在電流自然過零點自動切換而實現(xiàn)。從以上機理的意義來說，新型混合式無弧開關不僅操作過程對系統(tǒng)無電氣沖擊而且運行期間可最大限度避免觸頭燒損以及油體污染等方面的質量問題，從根本上避免了因線路頻繁檢修而導致的損失問題。電力電子開關元件可在切換過程當中承擔關合或開斷電流的任務。長期穩(wěn)態(tài)運行工況下，