用于有载抽头转换器的开关装置制造方法及图纸

公开用于有载抽头转换器（100）的开关装置（115，300）。设计开关装置用于在抽头转换器的固定触点（135）与外部输出（155）之间提供电连接。开关装置提供：主电流路径，其包括在主电流路径中串联连接的主开关（140）；和过渡电流路径，其包括过渡感应器（400）和过渡开关（145）。该过渡开关和过渡感应器串联连接。过渡电流路径的阻抗高于主电流路径的阻抗，过渡电流路径的阻抗主要是感应性的。主开关和过渡感应器并联连接，使得在断开主开关时，流过主电流路径的负载电流将换向到过渡电流路径。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于有载抽头转换器的开关装置
本专利技术涉及电力传输的领域，并且特别涉及用于控制变压器的输出电压的抽头转换器。
技术介绍
抽头转换器用于通过在变压器绕组中提供接通或切断额外匝的可能性来控制变压器的输出电压。抽头转换器包括一组固定触点，其能连接到变压器的调节绕组的许多抽头，其中这些抽头定位在调节绕组中的不同位点处。抽头转换器进一步包括至少一个可移动触点，其在一端连接到集流器，并且在另一端能连接到固定触点中的一个。通过接通或切断不同的抽头，变压器匝的有效数量可以增加或减小，从而调节变压器的输出电压。典型地设置机械抽头转换器使得在转换抽头时，新抽头在旧抽头断开之前物理连接。为了在新和旧抽头都连接时避免两个抽头之间的高循环电流，许多抽头转换器包括开关装置，大的过渡电阻可以在抽头转换事件期间在旧与新抽头之间串联连接。传统上，抽头的转换每天大约进行几次。近来，提出有载抽头转换器的新应用，其中将出现更频繁的切换。尽管过渡电阻中的热损失因为切换动作的持续时间短而是小的，频繁切换将可能仍牵涉过热的风险。从而，需要有可以更频繁地安全操作的抽头转换器设计。
技术实现思路
本专利技术所涉及的问题是如何获得可以频繁地安全操作的抽头转换器。一个实施例对有载抽头转换器提供开关装置，该抽头转换器包括至少两个固定触点。该开关装置可以例如是要在转换开关型抽头转换器中使用的转换开关，或要在选择器-开关型抽头转换器中使用的选择器开关单元。开关装置提供主电流路径，其包括在主电流路径中串联连接的主开关；和过渡电流路径，其包括过渡感应器和过渡开关，该过渡开关和过渡感应器串联连接。过渡电流路径的阻抗高于主电流路径的阻抗，并且过渡路径的阻抗主要是感应性的。主开关和过渡感应器并联连接，使得在过渡开关处于闭合状态时断开主开关的时候，流过主电流路径的负载电流将换向到过渡路径。主开关可以例如是真空断续器或半导体开关，它们是可以在短隔离距离内阻断高瞬态恢复电压的开关类型。这样的开关类型通常称为紧凑型断路开关（compact-breakswitches）。通过提供具有过渡阻抗（其主要是感应性的）的过渡路径，因为抽头转换操作中牵涉的热损失将明显减少，抽头转换操作可以更频繁地安全进行。然而，在断开主开关并且负载电流的部分开始在过渡路径中流动时，过渡感应器将跨主开关产生瞬态恢复电压。通过提供采用紧凑型断路开关形式的主开关，可以在不需要额外设备用于形成电流零点的情况下确保负载电流到过渡路径的完全换向而不管瞬态恢复电压。专利技术性开关装置的过渡路径的阻抗可以例如落在以下范围内至其中Ustep是有载抽头转换器的两个相邻抽头之间的预期电压，并且IR是抽头转换器的额定负载电流。这确保跨变压器的电压降在抽头转换操作时将在最终用户的可接受水平内。开关装置可以包括另外的主路径和另外的过渡路径，其中该（这些）主路径和该（这些）过渡路径在一对一基础上彼此关联来形成路径对。如果路径对的主路径的主开关在载流状态中断开，该对的过渡路径形成负载电流所换向的定义明确的路径。本专利技术进一步涉及抽头转换器，其包括专利技术性开关装置。本专利技术的另外的方面在下面的详细描述以及附上的权利要求中阐述。附图说明图1示意地图示现有技术的转换开关型抽头转换器（其包括转换开关）的实施例。图2示意地图示另一个现有技术的转换开关。图3示意地图示现有技术的选择器-开关型抽头转换器（其包括选择器开关单元）的实施例。图4a示意地根据本专利技术的转换开关的实施例。图4b示意地图示根据本专利技术的转换开关的实施例。图5图示图1、4a和4b的转换开关的开关序列。图6b示意地图示根据本专利技术的转换开关的实施例。图6b示意地图示根据本专利技术的转换开关的实施例。图7图示图2、6a和6b的转换开关的开关序列。图8b示意地图示根据本专利技术的选择器-开关型抽头转换器的实施例。图8b示意地图示根据本专利技术的选择器-开关型抽头转换器的实施例。图9图示图3、8a和8b的选择器开关单元的开关序列。图10是用于触发和控制抽头转换事件的控制单元的示意图示。具体实施方式存在许多开关装置设计，其设置成在抽头转换器的至少一个可移动触点与外部输出之间提供电连接，并且通过其可以在抽头转换器的不同抽头之间进行平滑切换。在这里，术语开关装置用于指能够在抽头转换器的连续操作下（即在电力传输中没有任何中断）在抽头转换器中从一个抽头到另一个抽头地传递负载电流Iload的装置。在一个类型的抽头转换器（称为转换开关类型）中，抽头转换器包括称为转换开关的开关装置，以及抽头选择器。转换开关的开关可以按顺序操作以在两个抽头之间进行切换操作（参看图5和7）。在转换开关抽头转换器中，抽头选择器用于选择负载电流要传递到的抽头，而转换开关用于进行负载电流从当前连接的抽头到抽头选择器所选的抽头的换向。转换开关抽头转换器的示例在图1、2、4a&4b和6a&6b中示出。另一个类型的抽头转换器（称为选择器-开关类型）包括称为选择器开关单元的开关装置，提供其以在两个抽头之间进行切换，其中选择器开关单元的开关按顺序操作以在两个抽头之间进行切换操作（参看图9）。选择器-开关抽头转换器的示例在图3和图8a&8b中示出。在选择器-开关型抽头转换器中，选择器开关单元用于既进行抽头的选择又进行负载电流到所选抽头的换向。开关装置设计成是抽头转换器的固定触点与外部触点之间的电连接的部分。在选择器-开关型抽头转换器中，开关装置典型地形成固定触点与外部触点之间的整个连接，而在转换型抽头转换器中，固定触点与外部触点之间的电连接典型地由开关装置连同抽头选择器一起形成。开关装置可以提供至少一对路径，其中这样的对的路径中的一个（主电流路径）具有比另一路径（过渡电流路径）更低的阻抗。主电流路径在下面将称为主路径，而过渡电流路径将称为过渡路径。主路径和过渡两者都包括开关，使得可以断开或闭合路径。设置开关装置使得当开关装置在使用中时，主路径和过渡路径两者都将在第一端与抽头转换器的固定触点电连接，并且在另一端与抽头转换器的外部触点电连接。在抽头转换操作期间，在两个抽头（“旧”抽头和“新”抽头）同时连接到外部触点时将存在阶段：一个抽头将经由具有高阻抗的过渡路径连接，而另一个经由具有低阻抗的主路径或经由第二过渡路径连接（参看图5的阶段III、图7的阶段IV以及图9的阶段IV）。这样的阶段在这里将称为过渡阶段。过渡路径充当外部触点与抽头转换操作中所牵涉的抽头中的一个（旧的或新的）之间的暂时连接，直到新的抽头经由主路径连接到外部连接点。在过渡阶段中，循环电流将经由开关装置在抽头转换操作中所牵涉的两个抽头之间流动。过渡路径包括过渡开关，其将在断开时中断循环电流。过渡路径还包括过渡阻抗以便确保在过渡阶段期间在新与旧抽头之间循环的电流将具有有限幅度。另一方面，主路径的阻抗足够低使得主路径可以充当稳态电流路径，其在未进行抽头转换操作时持续承载负载电流。用于连接到变压器的调节绕组105的转换开关抽头转换器100的示例示意地在图1中图示。转换开关抽头转换器100包括采用转换开关115形式的开关装置。该转换开关115在外部触点155与抽头选择器120之间连接。图1的抽头转换器100包括抽头选择器120，其具有两个集流器125、两个可移动触点130和一组固定触点1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于有载抽头转换器（100）的开关装置（115，300），所述抽头转换器包括至少两个固定触点（135），所述开关装置提供：主电流路径，其包括在所述主电流路径中串联连接的主开关（140）；和过渡电流路径，其包括过渡感应器（400）和过渡开关（145），所述过渡开关和所述过渡感应器串联连接；所述过渡电流路径的阻抗高于所述主电流路径的阻抗，所述开关装置特征在于：在所述开关装置设置成形成其一部分的传输系统的频率对所述过渡电流路径的阻抗的感应贡献是至少70%；所述过渡电流路径的阻抗落在以下范围内：至其中Ustep是所述有载抽头转换器的两个相邻抽头之间的预期电压，并且IR是所述抽头转换器的额定负载电流；   所述主开关是紧凑型断路开关；并且   所述主开关和所述过渡感应器并联连接，使得在所述过渡开关处于闭合状态时断开所述主开关的时候，流过所述主电流路径的负载电流将换向到所述过渡电流路径。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.02.15 EP 13155347.11.一种用于有载抽头转换器（100）的开关装置（115，300），所述抽头转换器（100）包括至少两个固定触点（135），所述开关装置提供：主电流路径，其包括在所述主电流路径中串联连接的主开关（140）；和过渡电流路径，其包括过渡感应器（400）和过渡开关（145），所述过渡开关和所述过渡感应器串联连接；所述过渡电流路径的阻抗高于所述主电流路径的阻抗，所述开关装置特征在于：在所述开关装置设置成形成其一部分的传输系统的频率对所述过渡电流路径的阻抗的感应贡献是至少70%；所述过渡电流路径的阻抗落在以下范围内：至其中Ustep是所述有载抽头转换器的两个相邻抽头之间的预期电压，并且IR是所述抽头转换器的额定负载电流；所述主开关是紧凑型断路开关；并且所述主开关和所述过渡感应器并联连接，使得在所述过渡开关处于闭合状态时断开所述主开关的时候，流过所述主电流路径的负载电流将换向到所述过渡电流路径。2.如权利要求1所述的开关装置，其中所述紧凑型断路开关是真空断续器。3.如权利要求1所述的开关装置，其中所述开关装置不包括任何半导体开关。4.如权利要求1所述的开关装置，其中所述紧凑型断路开关是半导体开关。5.如权利要求1-4中任一项所述的开关装置，其中所述过渡电流路径的阻抗落在以下范围内至，其中Ustep是所述有载抽头转换器的两个相邻抽头之间的预期电压，并且IR是所述抽头转换器的额定负载电流。6.如权利要求1-4中任一项所述的开关装置，其中所述开关装置是选择器开关单元（300），所述选择器开关单元包括：集流器（125），其连接到外部输出（155）；主分支（160a）和过渡分支（160b），所述主分支提供所述主电流路径并且所述过渡分支提供所述过渡电流路径；其中所述主分支包括串联连接的所述主开关（140）和第一可移动触点（130a），所述第一可移动触点设置成与抽头转换器的固定触点接触；所述过渡分支包括串联连接的过渡开关（145）、第二可移动触点（130b）和过渡感应器，所述第二可移动触点设置成与抽头转换器的固定触点接触；所述主分支和所述过...

【专利技术属性】
技术研发人员：T拉斯森，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH