基于晶闸管无源触发技术的变压器有载分接开关无燃弧-高电压技术.PDF

第 43 卷 增刊：196-200 高电压技术 Vol.43, Supplement: 196-200 2017 年 7 月 31 日 High Voltage Engineering July 31, 2017 DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20170730045 基于晶闸管无源触发技术的变压器有载分接开关 无燃弧切换方法 1 1 2 1 3 蔡 超 ，沈 煜 ，高 飞 ，阮 羚 ，丁本平 1. 430077 2. 100192 （ 国网湖北省电力公司电力科学研究院，武汉 ； 中国电力科学研究院，北京 ； 3. 山东泰开电力设备有限公司，泰安271000 ） 摘 要：现有变压器机械式有载分接开关在切换过程产生的动作电弧是制约变压器有载调压性能，影响开关安全 运行的重要因素。本文提出一种采用晶闸管无源触发技术的混合式切换开关设计方法，在解决晶闸管触发控制问 题的基础上，通过反并联晶闸管与机械触头的动作配合，抑制有载分接开关切换过程的动作电弧，有效提高了开 关的调压性能。通过仿真和试验验证了该方法的可行性和有效性。 关键词：有载分接开关；晶闸管；无源触发；无弧切换 较高要求，变压器户外运行环境难以满足其应用要求。 0 引言 为解决该问题，考虑到晶闸管器件的结构特 变压器有载调压技术是电力系统稳定电压的 性，其 PN 结在截止状态下是呈现容性效应的，可 重要手段[1]，即在变压器励磁或负载状态下，调节 以将其等效为两个电容的串联，在截止状态下，在 变压器分接抽头，以达到有载调压的目的。传统的 晶闸管的阳极和阴极间施加工频电压时，其门极处 机械式有载分接开关在切换开关切换过程中存在电 在由两个电容串联分压形成的悬浮电位，利用这个 弧影响[2-4]，频繁调压会导致触头烧蚀，污染绝缘油 悬浮电位与阳、阴极间的电位差以及电容上积累的 从而劣化设备绝缘性能，易引发设备运行事故。为 空间电荷，在门极与阴极瞬间短路的情况下会形成 了减小有载分接开关调压过程的电弧影响，文献 一个放电回路，为晶闸管门极注入脉冲电流，可以 [5-6]设计了一种基于 SSR 的变压器无触点有载分 实现晶闸管的无源触发。为此，本文设计了一种给 接开关，取消了开关的机械触点，变压器分接档位 予悬浮电位电极供能的晶闸管无源触发方法，其结 切换时无拉弧过程，但其结构控制复杂，且电子器 1 构图如图 所示。 件长期载流损耗大；文献[7]提出了多种无弧有载分 图 1(a)中可以看出其结构是由反并联结构晶闸 接开关的结构设计方案，通过低压模拟试验验证了 管与机械开关并联组成，20 、21 和 22 分别是两对 以晶闸管辅助机械开关切换能够有效消除机械触点 A B 20′ 21′ 21″ 机械开关与 、 节点连接的动触头， 、 、 的动作电弧，但其结构与传统有载分接开关差异较 22′ T1 T2