CN113593864A - 一种分体式有载分接开关及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种分体式有载分接开关及其控制方法。所述分体式有载分接开关包括分接选择器同步单元和分接开关控制单元，所述分接选择器同步单元设置于变压器外部，通过第一传动单元与变压器的分接选择器同步动作，所述分接选择器在调节所述变压器电压时动作，所述分接选择器同步单元检测到所述分接选择器动作到位后，发出分接选择器动作到位信号；所述分接开关控制单元设置于变压器外部，接收到来自于所述分接选择器同步单元的所述分接选择器动作到位信号，控制变压器的切换开关进行电流切换。

Description

一种分体式有载分接开关及其控制方法

技术领域

本申请涉及变压器技术领域，具体涉及一种分体式有载分接开关及其控制方法。

背景技术

有载分接开关主要作用是实现变压器电压调节，特高压直流输电工程中的换流变压器有载分接开关(以下简称OLTC)与普通电力变压器运行工况相比更加恶劣：1.换流变长期满负荷运行，流过OLTC的电流大；2.流过换流变有载分接开关的负载电流不是正弦波，而是带有换相过程的电流波形，过零点的di/dt大，熄弧困难。3.换流变OLTC动作非常频繁，运行中动作次数可达4000次/年，机械寿命要求高；4.内部动作无任何电气量监测，处于“黑盒”状态，无法判断切换过程中的暂态工作状态。由于特高压换流变OLTC的特殊性，目前我国所有特高压直流输电工程中的OLTC均为国外厂商提供，且事故分析及改进还不能自主可控。

目前所用的OLTC，无论是非真空型和真空型，均需要采用绝缘油作为开断或散热的介质，且由于其均安装于变压器内部，当OLTC自身发生故障时极易发生起火***，导致整个变压器全部烧毁，后果严重。

针对上述问题，现有技术提出了一种新型OLTC，增加了2个隔离装置，将分接选择器与切换开关隔离，解决了切换开关自身故障对变压器本体的影响问题。但未考虑到分接选择器与切换开关之间动作的先后控制问题，极易发生分接选择器还未预选到位，切换开关就开始动作的情况，此时会导致切换开关***。

发明内容

本申请实施例提供一种分体式有载分接开关，包括分接选择器同步单元和分接开关控制单元，所述分接选择器同步单元设置于变压器外部，通过第一传动单元与变压器的分接选择器同步动作，所述分接选择器在调节所述变压器电压时动作，所述分接选择器同步单元检测到所述分接选择器动作到位后，发出分接选择器动作到位信号；所述分接开关控制单元设置于变压器外部，接收到来自于所述分接选择器同步单元的所述分接选择器动作到位信号，控制变压器的切换开关进行电流切换。

根据一些实施例，所述的分体式有载分接开关还包括所述分接选择器、分接选择器驱动电机、切换开关和隔离模块，所述分接选择器设置于所述变压器内部，与所述变压器的调压绕组连接；所述分接选择器驱动电机设置于所述变压器外部，通过第一传动单元、第二传动单元与所述分接选择器连接，驱动所述分接选择器动作；所述切换开关设置于变压器外部，分别与所述分接选择器和分接开关控制单元连接；所述隔离模块包括导体和绝缘外壳，所述导体与所述分接选择器和所述切换开关连接，所述绝缘外壳隔离所述导体与所述变压器壳体。

根据一些实施例，所述第一传动单元包括第一齿轮盒，通过第一传动轴与所述分接选择器同步单元连接，通过第二传动轴与所述分接选择器连接。

根据一些实施例，所述第二传动单元包括第二齿轮盒，通过第三传动轴与所述分接选择器驱动电机连接，通过第四传动轴与所述第一齿轮盒连接。

根据一些实施例，所述分接开关控制单元还连接所述分接选择器驱动电机，在接收到调节所述变压器电压的命令后，控制所述分接选择器驱动电机驱动所述分接选择器动作。

根据一些实施例，所述变压器的调压绕组包括N个抽头，每个抽头对应1个档位，N为自然数。

根据一些实施例，所述隔离模块包括第一隔离单元和第二隔离单元，与所述分接选择器和所述切换开关连接，所述第一隔离单元和第二隔离单元的一侧设置于变压器内部，另一侧设置于变压器外部，所述第一隔离单元包括第一导体和第一外壳，所述第二隔离单元包括第二导体和第二外壳。

根据一些实施例，所述分接选择器包括可移动的第一触头、可移动的第二触头和N个固定触头，所述可移动的第一触头通过所述第一隔离单元与所述切换开关连接；所述可移动的第二触头通过所述第二隔离单元与所述切换开关连接；所述N个固定触头分别与所述变压器的调压绕组的N个抽头连接，一一对应。

根据一些实施例，所述切换开关包括第一输入端和第二输入端，所述第一输入端通过所述第一隔离单元与所述分接选择器连接；所述第二输入端通过所述第二隔离单元与所述分接选择器连接。

根据一些实施例，所述切换开关包括油开关、真空开关或电力电子型开关，外绝缘为气体或液体绝缘。

根据一些实施例，所述分接选择器动作到位信号包括节点信号或光信号。

本申请实施例还提供一种分体式有载分接开关的控制方法，包括：分接开关控制单元接收到调节变压器电压的命令后，控制分接选择器驱动电机驱动分接选择器动作；接收到来自于分接选择器同步单元的分接选择器动作到位信号，控制变压器的切换开关进行电流切换。

本申请实施例提供的技术方案，通过在切换开关和分接选择器之间设置隔离装置，并采用分接选择器同步单元以及分接开关控制单元，将承担切换过程且极易发生故障的切换开关与变压器分离，避免分接选择器与切换开关两者动作时序错误造成的严重故障，解决了现有有载分接开关自身故障对变压器本体影响，保证了工程可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种分体式有载分接开关组成示意图。

图2是本申请实施例提供的一种分体式有载分接开关的控制方法流程示意图。

图3是本申请实施例提供的一种分体式有载分接开关工作示意图。

图4是本申请实施例提供的另一种分体式有载分接开关工作示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应当理解，本申请的权利要求、说明书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本申请的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

图1是本申请实施例提供的一种分体式有载分接开关组成示意图，包括分接选择器300、分接选择器驱动电机301、切换开关500、隔离模块400、分接选择器同步单元700和分接开关控制单元600。

分接选择器300设置于变压器100内部，与变压器100的调压绕组200连接。分接选择器驱动电机301设置于变压器100外部，通过第一传动单元、第二传动单元与分接选择器300连接，驱动分接选择器300。切换开关500设置于变压器100外部，分别与分接选择器300和分接开关控制单元600连接。隔离模块400包括导体和绝缘外壳，导体与分接选择器300和切换开关500连接，绝缘外壳隔离导体与变压器100壳体。分接选择器同步单元700设置于变压器100外部，通过第一传动单元与分接选择器300同步动作，分接选择器300在调节变压器100电压时动作，分接选择器同步单元700检测到分接选择器300动作到位后，发出分接选择器300动作到位信号。分接开关控制单元600设置于变压器100外部，接收到来自于分接选择器同步单元700的分接选择器300动作到位信号，控制变压器100的切换开关500进行电流切换。分接选择器300动作到位信号包括但不限于节点信号或光信号。

第一传动单元包括第一齿轮盒306，通过第一传动轴305与分接选择器同步单元700连接，通过第二传动轴307与分接选择器300连接。第一传动轴305设置于变压器100外部，第二传动轴307设置于变压器100内部，在第一齿轮盒306的驱动下，分接选择器同步单元700与分接选择器300同步动作。

第二传动单元包括第二齿轮盒303，通过第三传动轴302与分接选择器驱动电机301连接，通过第四传动轴304与第一齿轮盒306连接。第三传动轴302设置于变压器100外部，第四传动轴304设置于变压器100外部。分接选择器驱动电机301通过第一传动单元、第二传动单元驱动分接选择300动作。

分接开关控制单元600还连接分接选择器驱动电机301，在接收到调节变压器100电压的命令后，控制分接选择器驱动电机301驱动分接选择器300动作。

变压器100的调压绕组200包括N个抽头，每个抽头对应1个档位，N为自然数。

隔离模块400包括第一隔离单元401和第二隔离单元402，与分接选择器300和切换开关500连接，第一隔离单元401和第二隔离单元402的一侧设置于变压器内部，另一侧设置于变压器外部。第一隔离单元包括第一导体和第一外壳，第二隔离单元包括第二导体和第二外壳，第一外壳和第二外壳将第一导体和第二导体分别与变压器100壳体电气隔离，同时起到密封变压器油室作用，同时起到密封变压器油室作用。

两个隔离单元一端连接分接选择300，另一端连接切换开关500，从而将变压器调压绕组200中的电流从分接选择器300通过第一隔离单元401或第二隔离单元402引出至切换开关500。

分接选择器300包括可移动的第一触头、可移动的第二触头和N个固定触头，可移动的第一触头通过第一隔离单元401与切换开关500连接，可移动的第二触头通过第二隔离单元402与切换开关500连接；N个固定触头分别与变压器100的调压绕组200的N个抽头连接，一一对应，N为自然数。

切换开关500包括第一输入端和第二输入端，第一输入端通过第一隔离单元401与分接选择器300连接，第二输入端通过第二隔离单元402与分接选择器300连接。

切换开关500包括油开关、真空开关或电力电子型开关，外绝缘为气体或液体绝缘，但并不以此为限。

图2是本申请实施例提供的一种分体式有载分接开关的控制方法流程示意图。

在S10中，分接开关控制单元600接收到调节变压器100电压的命令后，控制分接选择器驱动电机301驱动分接选择器300动作。

本实施例基于图3、图4实施例的两种分体式有载分接开关工作示意图来说明。

如图3所示，分接选择器300的可移动的第二触头处于变压器调压绕组第8档，可移动的第一触头处于变压器调压绕组200第7档，电流流经变压器调压绕组200第8档、分接选择器300的可移动的第二触头、第二隔离单元402以及切换开关500。

此时，分接开关控制单元600接到外部调节变压器100的电压升档动作指令后，向分接选择器驱动电机301发送动作指令，分接选择器驱动电机301转动，分别通过第三传动轴302、第二齿轮盒303、第四传动轴304、第一齿轮盒306以及第二传动轴307驱动分接选择器300动作，将可移动的第一触头在无励磁状态下动作至图4所示的变压器调压绕组200的第9档，为后续电流切换做好准备。

在S20中，分接开关控制单元600接收到来自于分接选择器同步单元700的分接选择器300动作到位信号，控制变压器100的切换开关500进行电流切换。

分接选择器同步单元700通过第三传动轴302、第二齿轮盒303、第四传动轴304、第一齿轮盒306以及第一传动轴305获得分接选择器300的可移动的第一触头动作到位的信号，并向分接开关控制单元600发送电气节点或光信号。分接开关控制单元600接收到分接选择器300的可移动的第一触头动作到位信号后，向切换开关500发送动作指令，切换开关500进行电流切换操作，将电流从分接选择器300的可移动的第二触头切换至可移动的第一触头。此时，如图4所示，变压器100的电流分别流经变压器调压绕组200的第9档、分接选择器300的可移动的第一触头、第一隔离单元401以及切换开关500，完成升档操作。

降档操作与上述过程一致，动作方向相反，具体不再赘述。

本申请实施例提供的技术方案，通过在切换开关和分接选择器之间设置隔离装置，并采用分接选择器同步单元以及分接开关控制单元，将承担切换过程且极易发生故障的切换开关与变压器分离，避免分接选择器与切换开关两者动作时序错误造成的严重故障，解决了现有有载分接开关自身故障对变压器本体影响，保证了工程可靠性。

以上实施例仅为说明本申请的技术思想，不能以此限定本申请的保护范围，凡是按照本申请提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本申请保护范围之内。

Claims (12)

1.一种分体式有载分接开关，包括：

分接选择器同步单元，设置于变压器外部，通过第一传动单元与变压器的分接选择器同步动作，所述分接选择器在调节所述变压器电压时动作，所述分接选择器同步单元检测到所述分接选择器动作到位后，发出分接选择器动作到位信号；

分接开关控制单元，设置于变压器外部，接收到来自于所述分接选择器同步单元的所述分接选择器动作到位信号，控制变压器的切换开关进行电流切换。

2.如权利要求1所述的分体式有载分接开关，还包括：

所述分接选择器，设置于所述变压器内部，与所述变压器的调压绕组连接；

分接选择器驱动电机，设置于所述变压器外部，通过所述第一传动单元、第二传动单元与所述分接选择器连接，驱动所述分接选择器动作；

切换开关，设置于变压器外部，分别与所述分接选择器和分接开关控制单元连接；

隔离模块，包括导体和绝缘外壳，所述导体与所述分接选择器和所述切换开关连接，所述绝缘外壳隔离所述导体与所述变压器壳体。

3.如权利要求1或2所述的分体式有载分接开关，其中，所述第一传动单元包括：

第一齿轮盒，通过第一传动轴与所述分接选择器同步单元连接，通过第二传动轴与所述分接选择器连接。

4.如权利要求2所述的分体式有载分接开关，其中，所述第二传动单元包括：

第二齿轮盒，通过第三传动轴与所述分接选择器驱动电机连接，通过第四传动轴与所述第一齿轮盒连接。

5.如权利要求2所述的分体式有载分接开关，其中，所述分接开关控制单元还连接所述分接选择器驱动电机，在接收到调节所述变压器电压的命令后，控制所述分接选择器驱动电机驱动所述分接选择器动作。

6.根据权利要求1所述的分体式有载分接开关，其中，所述变压器的调压绕组包括N个抽头，每个抽头对应1个档位，N为自然数。

7.根据权利要求2所述的分体式有载分接开关，其中，所述隔离模块包括第一隔离单元和第二隔离单元，与所述分接选择器和所述切换开关连接，所述第一隔离单元和第二隔离单元的一侧设置于变压器内部，另一侧设置于变压器外部，所述第一隔离单元包括第一导体和第一外壳，所述第二隔离单元包括第二导体和第二外壳。

8.根据权利要求7所述的分体式有载分接开关，其中，所述分接选择器包括：

可移动的第一触头，通过所述第一隔离单元与所述切换开关连接；

可移动的第二触头，通过所述第二隔离单元与所述切换开关连接；

N个固定触头，分别与所述变压器的调压绕组的N个抽头连接，一一对应，N为自然数。

9.根据权利要求7所述的分体式有载分接开关，其中，所述切换开关包括：

第一输入端，通过所述第一隔离单元与所述分接选择器连接；

第二输入端，通过所述第二隔离单元与所述分接选择器连接。

10.根据权利要求1所述的分体式有载分接开关，其中，所述切换开关包括油开关、真空开关或电力电子型开关，外绝缘为气体或液体绝缘。

11.根据权利要求1所述的分体式有载分接开关，其中，所述分接选择器动作到位信号包括节点信号或光信号。

12.一种分体式有载分接开关的控制方法，包括：

分接开关控制单元接收到调节变压器电压的命令后，控制分接选择器驱动电机驱动分接选择器动作；

接收到来自于分接选择器同步单元的分接选择器动作到位信号，控制变压器的切换开关进行电流切换。

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