一种适用于配电变压器的无触点有载自动调压分接开关

作     者：牛泽晗 

作者单位：东北农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵玉林

授予年度：2017年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：配电变压器 无触点 分接开关 有载调压 保护功能 自取能触发 

摘      要：在电力系统无功功率充足的条件下,对配电变压器实现有载自动调压是稳定低压配电系统最直接有效的措施。传统机械式调压分接开关由于动作时有电弧,因此不适合需要频繁调压的配电变压器使用,而处于研究阶段的无触点有载调压分接开关(无触点OLTC)虽然动作时无电弧且可频繁动作,但仍存在以下问题:在现有电力电子元件耐压值低的情况下,仅能对N%5±U分接头实现有载调压,调压范围小,不能满足工程需求;目前研究的无触点OLTC的控制系统位于变压器低压侧,而作为被控制对象的开关执行元件却处在高压侧,当出现高压侧避雷器动作或高压侧单相接地时,OLTC控制系统将因承受高压而击穿;另外在变换分接头过程中,易产生较大环流,致使开关元件或调压绕组因过流而击穿;且没有有效的保护措施,当出现过流、分接开关被击穿等故障时,变压器将停止运行,供电可靠性低。这些问题的存在限制了无触点OLTC的应用及推广。针对上述问题,本文设计出一种无触点OLTC,该装置采用反并联晶闸管模块作为分接开关执行元件,采用正反调压方式进行调压,以扩大调压范围;控制系统电源及测量电压均通过隔离变压器取自配电变压器一次侧靠近中性点的调压绕组两端,使控制系统对地悬浮,解决其耐压问题;同时在高压侧调压绕组非额定分接头与相连的可控硅模块之间串联三相自动空气开关触点,当出现过流时动作,起到过流保护作用;且将每组三相空气开关的第三对触点及隔离变压器一次侧绕组串联在一起,当发生缺相、过流、分接开关被击穿等故障时,自动空气开关无延时跳开,切断故障电流,同时切断控制系统电源,控制系统自动退出,而与额定分接头相连的可控硅模块采用无源自取能触发方式,在控制系统因断电退出工作时,该模块导通,同时非额定档可控硅模块将因失去触发信号而处于截止关断状态,进而使变压器在额定档位正常运行,保证了供电可靠性。以实验室及哈尔滨格瑞德电力成套设备公司现有设施为基础,分别进行了OLTC监控单元调试、OLTC触发电路测试、样机保护功能测试及样机自动稳压测试。实验结果表明,具有无触点OLTC的配电变压器在正常运行时,能够根据电网电压的波动,自动调整负荷输出电压,使输出电压保持在标准范围(N?%3 U)内,并能将调压范围扩大至N?%10 U;而在出现分接开关等故障时,空气开关迅速跳闸,有载调压功能退出,变压器自动恢复到额定档位继续供电运行,实现保护调压绕组和保证供电可靠性的双重功能。