电力变压器分接绕组单元连通双向有载调压分接开关制造技术

电力变压器分接绕组单元连通双向有载调压装置，即分接开关，由电子开关器件组成，以控制变压器分接绕组的投，切。该发明专利技术的核心是：让每个分接绕组参与正，反向调压，使调压单元之间形成备用，既减少了分接绕组数量，又突破研发瓶颈，使当今生产的电子开关器件可直接，且经济的研发已有电压等级的分接开关成为可能。单元旁路的引入，为单元本身增加备用，更提高了可靠性，又减少了运行损耗。对110kV以下电压等级，采用2个分接绕组串联后和分接开关连接，又减少了运行损耗，更降低了产品成本。装置：突破瓶颈，填补空白；结线简明，原理清晰；控制简单，运行灵活；可靠性高，易标准化；且成本低等综合指标优越，使产品更新换代成为可能。

Power transformer tap winding unit connected with two-way on load tap changer

【技术实现步骤摘要】
电力变压器分接绕组单元连通双向有载调压分接开关
本专利技术属电力变压器有载调压电子化
，主指专利技术的单，双分接绕组正，反向调压加旁路单元，可以积木式的连通组成电力变压器有载调压装置-分接开关。
技术介绍
电网运行中，为保证用电电压质量，基本采用变压器有载分接开关来实时调整变压器分接绕组的接入数量来实现。现有的主流有载分接开关，为油浸机械式，其和油变配套，技术日渐成熟。由于油变火灾隐患大，电网希望推广干变。为此国家颁佈了35kV干式变压器标准，但苦于没有和干变配套的分接开关，使得高电压等级的干变应用受阻。如用干变配套油浸式分接开关，有点差强人意，且火灾隐患依然存在。大功率的晶阐管问世后，国内，外从事分接开关研发的学者，工程技术人员试图用晶闸管的通，断，来替代机械式有载分接开关的动，静触头。但如何替代，却成问题，三十年来一直没有研发出成型的电子式分接开关。三十多年来，研发工作主要在10kV电压等级上进行，未能获得实质性进展。通过查询，目前仅有极个别进口的10kV，调压幅度±5％的电子式有载分接开关运行案例。±5％的调压幅度，达不到国标调压±10％的要求。电压等级和调压幅度不能突破的原因，从现有的文献来看，研究人员认为：是现今制造的单个大功率晶阐管器件的耐电压水平只有8000V，认为其不能在高电压等级的分接开关电路中直接使用。本人经过研究，感觉无法突破的原因，是技术路线上没有另辟蹊径。本专利技术从分接开关电路接线入手。先用电力电子开关器件直接替代机械式分接开关的动，静触头，找出这种替代产生的问题，并探讨如何解决这些问题，最终得出电子式有载分接开关电力电子开关器件调压电路接线图，使得现今生产的电力电子开关器件，其耐压水平满足了现有电压等级变压器电子式有载分接开关的研发需要。
技术实现思路
本专利技术的目的，就是使电子式有载调压开关的研发可以深入，使升级换代成为可能。变压器生产过程中，其分接绕组L均单个绕制。两个相邻分接绕组的抽头引出后，连接成一个抽头后，再供连接分接开关之用，见图1a。本专利技术的第一个关键点，突破瓶颈。首先，分接绕组L的抽头在引到分接开关时先不连接，形成分接绕组单元，见图1b。其次，按图1c所示，用两个电力电子开关组件k和一个分接绕组L两抽头连接，控制这个分接绕组的投，切，形成分接绕组投，切单元。电力电子开关组件k，由2个反向并联的可控硅器件组成，也可以是其它类型的电力电子开关器件，如晶闸管或者IGBT等。这种分接绕组投，切单元的第一个特点，分接绕组L投入和退出状态都只有一个开关组件K在导通运行。第二个特点，分接绕组L投入和退出状态转换，只需换一个开关组件k导通即可。第三个特点，也是其优点，每个电力电子开关组件k只承受一个分接绕组L产生的电压。通过计算，330kV电压等级一个分接绕组L上，2倍峰值电压值为7746V，低于现能生产的晶阐管8000伏的耐压水平。这优点，突破了研发瓶颈一使单个电力电子开关器件，可直接在高电压等级的分接开关电路中使用。再将分接绕组投，切单元相互连通(不称串联)和主绕组连接，见图1d的连接方式，就形成了一种分接开关。这种分接开关优点很多。优点一：要投入分接绕组L时，可以投入任一没投入的分接绕组L。反之，要退出分接绕组L时，可以退出已投入的任一分接绕组L。所以分接绕组单元之间的连接形式称为连通，不称串联，这种连通使的各分接绕组投，切单元之间互为备用。优点二：某个开关组件k出现开路故障，可带电更换，提高了运行可靠性。这种接线的分接开关有一个缺点，导通运行的电力电子开关组件k的个数和变压器分接绕组L的个数相等，使的损耗增大。本专利技术的第二个关键点，让分接绕组L参与正，反向调压，见图2α，单分接绕组正，反向调压单元。这种调压单元第一个特点，一个分接绕组L投入和退出状态都有两个开关组件k在导通运行。第二个特点，分接绕组L投入和退出状态转换，只需换一个开关组件k导通即可。第三个特点，每个电力电子开关组件k只承受一个分接绕组L产生的电压。正，反向调压单元还有如下优点：优点一：使的变压器分接绕组L的数量减少一半，也为减少运行损耗提供了条件。优点二：解决了机械式分接开关，如采用正，反向调压会出现一个分接绕组容量不能使用的问题。优点三：由四组参数相同的开关组件k组成，结构简单，上下左右对称。本专利技术的第三个关键点，在正，反向调压单元中加入旁路，见图2b，得到单分接绕组正，反向调压加旁路单元。旁路的加入，增加优点有二。优点一：当正，反向调压单元的分接绕组L处于退出状态时，让旁路投入运行，使的导通运行的器件由两个变成一个，即减少了运行损耗。优点二：旁路的加入，使得调压单元自身有了热备用，当开关组件(旁路除外)出现击穿故障时，让旁路运行。旁路运行后，击穿故障的电力电子开关组件不再通过电流，再带电更换击穿组件，从而提高了可靠性。特点：五个开关组件k参数相同。本专利技术的第四个关键点，在旁路上设置置换维修断口。当旁路开关组件k出现击穿故障时，在断口处插入置换维修组件，并让其导通。再带电拔出故障组件k，予以更换。从而使得任意开关组件k发生故障，均能带电更换，极大的提高了运行可靠性。再将单分接绕组正，反向调压加旁路单元相互连通(不称串联)和主绕组连接，见图2c的连接方式，就形成了一种分接开关。本专利技术的第五个关键点，对于110kV以下电压等级，将两个分接绕组单元串联后，采用正，反向调压加旁路构成双分接绕组正，反向调压加旁路单元，见图3。特点有：单分接绕组正，反向调压加旁路单元的一个分接绕组和5个开关组件k连接，双分接绕组正，反向调压加旁路单元的两个分接绕组和耐压水平翻倍的6个开关组件k连接，其中有一组耐压水平不需翻倍，但为了器件品种单一，也采用了翻倍器件。双分接绕组正，反向调压加旁路单元，增加的优点有二。优点一：器件耐压水平虽然加倍但电流值不变，所以价格不会翻倍，从而减少成本。优点二：可导通运行的器件减少了一半，从而运行损耗减少一半。本专利技术的第六个关键点，现今国标没要求500kV以上电压等级变压器设置分接开关。如要求设置时，可指导其按晶闸管耐压水平设置分级。各电压等级分接开关接线图见图4：220kV，330kV电压等级分接开关接线，由8组单分接绕组正，反向调压加旁路单元相互连通(不称串联)后和主绕组相连而成，见图4a。110kV电压等级分接开关接线，由4组双分接绕组正，反向调压加旁路单元相互连通(不称串联)后和主绕组相连而成，见图4b。35kV以下电压等级分接开关接线，由2组双分接绕组正，反向调压加旁路单元相互连通(不称串联)后和主绕组相连而成，见图4c。本专利技术电力变压器分接绕组单元连通双向有载调压装置，由变压器主绕组，分接绕组单元，分接开关主接线，启动单元，检测单元，保护单元和控制中心构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.变压器分接绕组容量配置及引出线形式，其特征在于：/n(1)变压器主绕组，分接绕组，传统的容量分配是，主绕组为90％额定容量，多个分接绕组容量和为20％额定容量，现改成主绕组为100％额定容量，多个分接绕组容量和为10％额定容量；/n(2)变压器主绕组和分接绕组，传统的引线形式是，引线相互串联后再引出，引出线数为分接绕组数加1，现改成分接绕组数量是传统数量的二分之一，且主绕组和分接绕组引线间不连接，直接引出；/n(3)再按需要连接成单，双分接绕组，引出线数有所减少。/n

【技术特征摘要】
1.变压器分接绕组容量配置及引出线形式，其特征在于：
(1)变压器主绕组，分接绕组，传统的容量分配是，主绕组为90％额定容量，多个分接绕组容量和为20％额定容量，现改成主绕组为100％额定容量，多个分接绕组容量和为10％额定容量；
(2)变压器主绕组和分接绕组，传统的引线形式是，引线相互串联后再引出，引出线数为分接绕组数加1，现改成分接绕组数量是传统数量的二分之一，且主绕组和分接绕组引线间不连接，直接引出；
(3)再按需要连接成单，双分接绕组，引出线数有所减少。


2.单分接绕组正，反向调压加旁路单元，其特征在于：
(1)由5个相同参数的电力电子开关组件k和一个分接绕组L连接组成。旁路组件除外，另4个开关组件k连接形式上下左右对称，分别为左上，左下，右上，右下；
(2)开关组件k导通顺序为左上和右下时，为分接绕组L正向投入；开关组件k导通顺序为左下和右上时，为分接绕组L反向投入。开关组件k导通顺序为左上和右上或左下和右下时，为分接绕组L退出状态，此时应切换成旁路导通，开关组件k导通数量由2个减为1个，达到减少运行损耗的目的。


3.双分接绕组正，反向调压加旁路单元，其特征在于：
(1)由6个相同参数的电力电子开关组件k和两个分接绕组L连接组成。旁路组件除外，另5个开关组件k连接形式上下左右基本对称，分别为左上，左下，右上，右中，右下；
(2)开关组件k导通顺序为左上和右中时，为一个分接绕组L正向投入；开关组件k导通顺序为左上和右下时，为两个分接绕组L正向投入；开关组件k导通顺序为左下和右中时，为一个分接绕组L反向投入；开关组件k导...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁家涛，
申请(专利权)人：袁家涛，
类型：发明
国别省市：安徽;34