专利名称：光控有载切换器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光机电一体化领域，是一种利用光信号控制的有载切换器。
背景技术：
目前国内外广泛使用的有载切换器基本上都是机械式的。机械式有载切换
器从1926年发明到现在已经有82年历史，82年来，机械式有载切换器从工艺 上、结构上、性能上都有很大的改进和发展，但是机械式有载切换器有其固有 的缺点在调压过程中会产生电弧，长期运行会引起触头烧损，电寿命受到一 定的限制；调压速度较慢，不宜频繁调压，不能很好适应配电网快速频繁调压 的要求；机械部分容易出故障，切换噪音大；如果机械式有载切换器在变压器 油中使用，还容易造成变压器油的氧化，给维护带来很大的不便。 发明内容
本实用新型的目的在于提供一种采用光控电磁启动触点作为选择器触点， 采用无过渡电阻光控开关作为切换开关，以便很好地解决现有技术中存在的体 积大，结构复杂，机械磨损严重等问题。
本实用新型的目的是这样实现的光控有载切换器由光控选择器、切换开 关、光纤以及控制电路构成；光控选择器，由多个电磁启动触点和多个触点驱 动线圈以及多个光控开关组成；切换开关由两组反并联可控硅、可控硅触发电 路、光控开关以及过零检测器组成；控制电路，是以DSP为控制核心的程序控 制电路，用于产生程序控制信号；光纤，连接在控制电路上，用于将控制电路 产生的程序控制信号传递给各个光控开关。
其光控选择器的多个电磁启动触点，被分成两排，每排触点的一端接在变压器调压线圈上，另一端并联起来分别接在两组反并联可控硅上。触点驱动线 圈的一端连接在电磁启动触点上，另一端通过光控开关、分压电阻接在变压器 调压线圈上，驱动线圈由变压器调压线圈供电。这样调压线圈、电磁启动触点 和触点驱动线圈处于等电位状态。
本实用新型采用光机电一体化技术，通过光纤实现高压平台和低压平台的 光信号传递，通过光控开关实现低压平台对高压平台的光控制，并实现高压平 台和低压平台联系的电绝缘，因此从根本上克服了机械式有载分接开关的固有 缺点。
本实用新型采用电磁启动，结构简单，使用方便；实现无触点切换，从根 本上消除了电流切换过程中的打火现象；取消了过渡电阻，縮短了切换时间， 减少了切换过程电压波形的畸变。
附图1是本实用新型的工作原理示意图。
附图2是本实用新型用在IOKV， 500KVA干式变压器上的使用示意图。
具体实施方式
如附图1所示，本实用新型的光控有载切换器由光控选择器、切换开关、 光纤以及控制电路构成。其中，l为光控选择器；2为切换开关；3为控制电路; 4为光纤。为了叙述方便，附图l只画出变压器一相，而且变压器一相中只画出 主线圈和4段调压线圈。真正的变压器可以有几段到几十段调压线圈，变压器 有N段调压线圈就有N+1个电磁启动触点和N+1个触点驱动线圈以及N+1 个光控开关。A、 Al、 A2、 A3、 A4、 A5为变压器A相的主线圈和调压线圈， 不是光控电子式有载分接开关的组成部分。
在附图1中，光控选择器1由4个电磁启动触点K1， K2， K3， K4禾B4个 触点驱动线圈K1L， K2L， K3L， K4L以及4个光控开关K1G， K2G， K3G，K4G所构成的阵列组成。在所有的电磁启动触点中有一个在光控电子式有载分 接开关刚开始工作时是闭合的(如图1中的K3)，其他电磁启动触点在光控电 子式有载分接开关刚开始工作时是断开的。
切换开关2由两组反并联可控硅、可控硅触发电路、光控开关以及过零检 测器组成。第一组反并联可控硅SCR1， SCR2各带有触发电路S1， S2和光控开 关S1G， S2G;第二组反并联可控硅SCR3， SCR4各带有触发电路S3， S4和光 控开关S3G， S4G。光控有载切换器刚开始工作时，反并联可控硅SCR3， SCR4 是导通的，反并联可控硅SCR1， SCR2是关断的。
触点K1， K2， K3， K4的一端分别与变压器的调压线圈Al、 A2、 A3、 A4 相连，Kl和K3的另一端并连后连接到第二组反并联可控硅(SCR3， SCR4) 上，K2和K4的另一端并连后连接到第一组反并联可控硅(SCR1， SCR2)上。
触点驱动线圈K1L， K2L， K3L， K4L的一端对应地连接在电磁启动触点 Kl， K2， K3， K4上，从而与变压器的调压线圈Al、 A2、 A3、 A4相连，另一 端通过光控开关K1G， K2G， K3G， K4G和分压电阻R1， R2， R3， R4对应地 接在调压线圈A2、 A3、 A4、 A5上。
过零检测器10用于检测变压器相电流，它的两端分别与调压线圈Al、 A2 连接，当它检测到变压器相电流过零时，将其检测的电信号转化为光信号并通 过光纤4发给控制电路3;控制电路3用于产生程序控制信号，并通过光纤4传 递给光控选择器1和切换开关2的光控开关K1G， K2G， K3G， K4G和S3G， S4G。
如附图2所示，IOKV， 500KVA干式变压器每相除了主线圈外有8段调压 线圈；原边采用三角形接法，相电压10KV，相电流17A。
本实施例为额定电压IOKV，额定电流20A的光控有载切换器，采用电流为50A的单相交流接触器触点作为电磁启动触点，接触器的线圈作为触点驱动线 圈。其共有27个单相交流接触器触点和接触器线圈，则A相，B相，C相各有 9个触点和线圈。为了简化起见，附图2只画出变压器的A相。
A相的光控选择器有9个单相交流接触器触点(JA1......JA9); 9个单相交
流接触器线圈(TA1.....TA9); 9个光控开关(KA1.....KA9)。触点JA1、 JA3、
JA5、 JA7、 JA9和触点JA2、 JA4、 JA6、 JA8分成两排。A相的触点JA1 —端 接在变压器A相主线圈LAO和第一段调压线圈LA1连接点；触点JA3 —端接 在变压器第二段调压线圈LA2和第三段调压线圈LA3连接接点上；触点JA5 — 端接在变压器第四段调压线圈LA4和第五段调压线圈LA5连接接点上;触点JA7 一端接在变压器第六段调压线圈LA6和第七段调压线圈LA7连接接点上；触点 JA9 —端接在变压器第八段调压线圈LA8末端。触点JA1、 JA3、 JA5、 JA7、 JA9 的另一端并联起来，接在反并联可控硅(SCRA3， SCRA4) —端。
A相的触点JA2 —端接在变压器A相第一段调压线圈LA1和第二段调压线 圈LA2连接点；触点JA4 —端接在变压器第三段调压线圈LA3和第四段调压线 圈LA4连接接点上；触点LA6 —端接在变压器第五段调压线圈LA5和第六段 调压线圈LA6连接接点上；触点JA8 —端接在变压器第七段调压线圈LA7和第 八段调压线圈LA8连接接点上。触点JA2、 JA4、 JA6、 JA8的另一端并联起来 接在反并联可控硅(SCRA1， SCRA2) —端。
触点JA1对应的线圈TA1与光控开关KA1、分压电阻RA1串联后接在变压 器第一段调压线圈LA1的两端，由变压器调压线圈为TA1供电。TA2， TA3， TA4， TA5 ， TA6， TA7， TA8， TA9的接法相似。A相的9个光控开关(KA1.....KA9)， 由9根光纤(FA1......FA9)传输的光信号控制。
A相的切换开关由过零检测器IOA及光纤FAIO、两组反并联可控硅(SCRA1， SCRA2)、 (SCRA3， SCRA4)、可控硅触发电路SA1， SA2， SA3， SA4、光控开关SA1G， SA2G， SA3G， SA4G，光纤FAll， FA12， FA13， FA14 构成。可控硅触发电路SA1， SA2， SA3， SA4的两端分别与变压器调压线圈 LA5两端相连，用于从变压器上获取电源。光控开关SA1G， SA2G， SA3G， SA4G， 由光纤FAll， FA12， FA13， FA14传输的光信号控制。所有的光纤都连接到低 压平台的控制电路上。过零检测器I0A的两端与调压线圈LA8两端相连，当它 检测到变压器相电流过零时，将其检测的电信号转化为光信号且发出光信号通 过光纤FA10传递给控制电路。
B相，C相的接法和A相相似。
控制电路K是以DSP为控制核心的程序控制电路。通过过零检测器IOA和 以DSP为控制核心的控制电路的程序控制，实现两组反并联可控硅的电流过零 切换，不出现循环电流。
切换开关的两组反并联可控硅还可以用快速可控硅、光控可控硅、IGBT、 IGCT等电子元器件代替。
权利要求1. 一种光控有载切换器，其特征在于其由光控选择器、切换开关、光纤以及控制电路构成；光控选择器，由多个电磁启动触点和多个对应的触点驱动线圈以及多个对应的光控开关组成；切换开关由两组反并联可控硅、可控硅触发电路、光控开关以及过零检测器组成；控制电路，是以DSP为控制核心的程序控制电路，用于产生程序控制信号；光纤，连接在控制电路上，其将控制电路产生的程序控制信号传递给各个光控开关。
2. 如权利要求1所述的光控有载切换器，其特征在于其光控选择器的多个电 磁启动触点，被分成两排，每排触点的一端接在变压器调压线圈上，另一端并 联起来分别接在两组反并联可控硅上。
3. 如权利要求1所述的光控有载切换器，其特征在于其光控选择器的触点驱 动线圈的一端连接在电磁启动触点上，另一端通过光控开关、分压电阻接在变 压器调压线圈上。
4. 如权利要求1所述的光控有载切换器，其特征在于其切换开关的可控硅触 发电路连接到变压器调压线圈两端。
5. 如权利要求1所述的光控有载切换器，其特征在于其切换开关的过零检测 器的两端接在变压器调压线圈上，检测器将检测到的电信号转化为光信号，通 过光纤传递给控制电路。
6. 如权利要求1所述的光控有载切换器，其特征在于其切换开关的两组反并 联可控硅还可以是快速可控硅、光控可控硅、IGBT、 IGCT。
专利摘要本实用新型是利用光信号控制的有载切换器，它由光控选择器、切换开关、光纤以及控制电路构成；光控选择器，由多个电磁启动触点和多个触点驱动线圈以及多个光控开关组成；切换开关由两组反并联可控硅、可控硅触发电路、光控开关以及过零检测器组成；控制电路，是以DSP为控制核心的程序控制电路，用于产生程序控制信号；光纤，连接在控制电路上，用于将控制电路产生的程序控制信号传递给各个光控开关。本实用新型采用电磁启动，结构简单，使用方便；实现无触点切换，从根本上消除了电流切换过程中的打火现象；取消了过渡电阻，缩短了切换时间，减少了切换过程电压波形的畸变。
文档编号H03K17/78GK201260154SQ20082012240
公开日2009年6月17日 申请日期2008年9月3日 优先权日2008年9月3日
发明者伟 张, 张志杰, 爽 高 申请人:伟 张