一种真空有载分接开关过渡装置和过渡装置的切换方法与流程

本申请涉及分接开关过渡领域，具体涉及一种真空有载分接开关过渡装置，同时涉及真空有载分接开关过渡装置的切换方法。

背景技术：

有载分接开关，是一种为变压器在负载变化时提供恒定电压的开关装置。其基本原理是在保证不中断负载电流的情况下，实现变压器绕组中分接头之间的切换，从而改变绕组的匝数，即变压器的电压比，最终实现调压的目的。真空式有载分接开关，主要靠切换开关的真空管来实现电弧熄灭，电弧和炽热气体不外露；分接开关油室内的油不会碳化和污染，油不需要净化；真空管中触头的烧损腐蚀可以降到最低限度。有载分接开关主要由切换开关、转换选择器和电动机构构成。

有载分接开关带负载切换，需要有过渡电路和选择电路，不同的调压方式要求有不同的调压电路，因此，有载分接开关的电路由过渡电路、选择电路和调压电路三部分组成。过渡电路是跨接于分接点间的串接电阻电路，与其对应的机构为切换开关或选择开关，它是带电状态下变换变压器绕组的分接头。分接开关采用过渡电路的原理实现分接变换操作。按其过渡电路电阻的数目有单电阻、双电阻、四电阻或多电阻过渡，按其触头断口有单断口、双断口等，可组合构成各式各样的过渡电路。过渡电路和切换程序对切换开关的触头任务有着不同影响，电弧能否限制最初半周内可靠熄灭，很大程度上取决于所需要的切换任务。

以往的有载分接开关切换芯子内机械转换开关数量较多，对于一极来说，一般包含2个主回路开关和2个辅助转换开关，机械结构较为复杂。且有载分接开关中不接过渡电阻的真空断路器为负载真空断路器，其只承受开断负载电流的任务；接有过渡电阻的真空断路器为环流真空断路器，其只承受开断内部环流的任务。根据特高压直流工程经验，换流变负载电流单柱绕组一般为500～600a，过渡电阻上流过的内部环流约为900～1000a，由于经过环流真空断路器上的内部环流明显大于负载电流，因此在多次切换以后，负载真空断路器和环流真空断路器的烧蚀程度不同，环流真空断路器的切换负担和电气损伤会更严重。因此，需要提供一种机械结构简单、且可减轻环流真空泡切换任务，平衡负载真空断路器和环流真空断路器切换容量，进而提高整台真空有载分接开关的电气寿命的过渡电路。

技术实现要素：

本申请提供一种真空有载分接开关过渡装置，用于解决现有装置机械结构复杂，真空有载分接开关的电气寿命低的问题。

本申请提供一种真空有载分接开关过渡装置，包括：主转换开关s1，辅助转换开关s2，环流真空断路器rv1、rv2，负载电流真空断路器mv和过渡电阻r1、r2；

主转换开关s1，共有a，b，c，d四个静触头；a、c电极分别连接有载分接开关分接选择器奇数档和偶数档，b、d电极分别连接环流真空断路器rv1、rv2，真空断路器rv1、rv2分别与过渡电阻r1、r2连接，过渡电阻r1、r2分别连接有载开关分接选择器奇数档和偶数档，s1转换开关动作臂的固定端连接变压器中性点，动触头可以旋转选择连接a、b、c、d四个静触头；

辅助转换开关s2，共有e和f两个静触头；e、f电极分别连接有载分接开关分接选择器奇数档和偶数档，s2开关动作臂的固定端通过负载电流真空断路器mv连接变压器中性点，动触头可以旋转选择连接e、f两个静触头；

环流真空断路器rv1，用于在分接开关过渡装置由奇数档切换至偶数档时切断两档之间的环流；

环流真空断路器rv2，用于在分接开关过渡装置由偶数档切换至奇数档时切断两档之间的环流；

负载电流真空断路器mv，用于在分接开关过渡装置由奇数档切换至偶数档和/或偶数档切换至奇数档时切断负载电流。

优选的，所述主转换开关s1的动触头的固定端和负载电流真空断路器mv的一端均与变压器中性点连接，以输出电流。

优选的，还包括：

所述有载分接开关的档位处于奇数分接时，主转换开关s1动作臂的动触头与静触头a导通，辅助转换开关s2动作臂的动触头与静触头e导通；

负载电流真空断路器mv导通，环流真空断路器rv1、rv2导通，负载电流in经主转换开关s1静触头a通过s1开关动作臂连接至中性点输出,同时并联辅助转换开关s2的e触头，负载电流断路器mv输出。

本申请同时提供一种真空有载分接开关过渡装置的转换方法，包括：

将主转换开关s1动作臂动触头由a转到b静触头；

断开负载电流真空断路器mv，切断负载电流，产生电弧；

当负载电流真空断路器mv内电弧熄灭，辅助转换开关s2动作臂由连接e静触头转换到连接f静触头；

闭合所述负载电流真空断路器mv，将负载电流由奇数档转移至偶数档,所述过渡装置同时连接奇数档和偶数档，形成桥接，产生循环电流，；

断开环流真空断路器rv1，切断循环电流，产生电弧；

当环流真空断路器rv1内电弧熄灭，主转换开关s1动作臂动触头由b转到c静触头，同时闭合环流真空断路器rv1备用，完成真空有载分接开关过渡装置由奇数档转换到偶数档。

优选的，在将主转换开关s1动作臂动触头由a转到b静触头的步骤之后，还包括：

奇数档负载电流流经辅助转换开关s2和负载电流断路器mv，通过负载电流断路器mv输出，同时并联过渡电阻r1与环流断路器rv1，经过主转换开关s1的b触头输出。

优选的，在当负载电流真空断路器mv内电弧熄灭的步骤之后，还包括：

奇数档负载电流依次流经过渡电阻r1、环流真空断路器rv1和主转换开关s1的b触头输出。

优选的，还包括：

当有载分接开关的档位处于偶数分接时，主转换开关s1动作臂的动触头与静触头c导通、辅助转换开关s2动作臂的动触头与静触头f导通；

负载电流真空断路器mv导通，环流真空断路器rv1和rv2导通，负载电流in经主转换开关静触头c通过s1开关动作臂连接至中性点输出,同时并联辅助转换开关s2的f触头、负载电流断路器mv输出。

本申请同时提供一种真空有载分接开关过渡装置的转换方法，包括：

将主转换开关s1动作臂动触头由c转到d静触头，断开负载电流真空断路器mv，产生电弧；

当负载电流真空断路器mv内电弧熄灭，辅助转换开关s2动作臂由连接f静触头转换到连接e静触头；

闭合所述负载电流真空断路器mv，所述过渡装置同时连接偶数档和奇数档，形成桥接，产生循环电流，将负载电流由偶数档转移至奇数档；

断开环流真空断路器rv2，产生电弧；

当环流真空断路器rv2内电弧熄灭，主转换开关s1动作臂动触头由d转到a静触头，同时闭合环流真空断路器rv2备用，完成真空有载分接开关过渡装置由偶数档转换到奇数档。

优选的，在将主转换开关s1动作臂动触头由c转到d静触头的步骤之后，还包括：

偶数档负载电流流经辅助转换开关s2和负载电流断路器mv，通过负载电流断路器mv输出，同时并联过渡电阻r2与环流断路器rv2，经过主转换开关s1的d触头输出。

优选的，在当负载电流真空断路器mv内电弧熄灭的步骤之后，还包括：

偶数档负载电流依次流经过渡电阻r2、环流真空断路器rv2和主转换开关s1的d触头输出。

本申请提供一种真空有载分接开关过渡装置，包括：主转换开关s1，辅助转换开关s2，环流真空断路器rv1、rv2，负载电流真空断路器mv和过渡电阻r1、r2；该装置相比现有的结构过渡电路，可明显减少分接开关内动作部件，降低机械结构复杂度、平衡主真空断路器和辅助真空断路器切换容量，提高整台真空有载分接开关的电气寿命，解决现有装置机械结构复杂，真空有载分接开关的电气寿命低的问题。

附图说明

图1是本申请示出的真空式有载分接开关过渡装置转换示意图；

图2是本申请示出的真空式有载分接开关过渡装置转换示意图；

图3是本申请示出的真空式有载分接开关过渡装置转换示意图；

图4是本申请示出的真空式有载分接开关过渡装置转换示意图；

图5是本申请示出的真空式有载分接开关过渡装置转换示意图；

图6是本申请示出的真空式有载分接开关过渡装置转换示意图；

图7是本申请示出的真空式有载分接开关过渡装置转换示意图；

图8是本申请示出的真空式有载分接开关过渡装置转换示意图；

图9是本申请示出的真空式有载分接开关过渡装置转换示意图；

图10是本申请示出的真空式有载分接开关过渡装置转换示意图；

图11是本申请示出的真空式有载分接开关过渡装置转换示意图；

图12是本申请示出的真空式有载分接开关过渡装置转换示意图；

图13是本申请示出的真空式有载分接开关过渡装置转换示意图；

图14是本申请示出的真空式有载分接开关过渡装置转换示意图；

图15是本申请示出的真空式有载分接开关过渡装置由n→n+1转换程序示意图；

图16是本申请示出的真空式有载分接开关过渡装置由n+1→n转换程序转换示意图；

图17是本申请另一有载分接开关的切换装置；

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

本申请提供一种真空有载分接开关过渡装置，其结构如图1所示，包括：主转换开关s1，辅助转换开关s2，环流真空断路器rv1、rv2，负载电流真空断路器mv和过渡电阻r1、r2；

主转换开关s1，共有a，b，c，d四个静触头；a、c电极分别连接有载分接开关分接选择器奇数档(oddtap)和偶数档(eventap)，b、d电极分别连接环流真空断路器rv1、rv2，真空断路器rv1、rv2分别与过渡电阻r1、r2连接，过渡电阻r1、r2分别连接有载开关分接选择器奇数档和偶数档，s1转换开关动作臂的固定端连接变压器中性点，动触头可以旋转选择连接a、b、c、d四个静触头；

辅助转换开关s2，共有e和f两个静触头；e、f电极分别连接有载分接开关分接选择器奇数档(oddtap)和偶数档(eventap)，s2开关动作臂的固定端通过负载电流真空断路器mv连接变压器中性点，动触头可以旋转选择连接e、f两个静触头；

环流真空断路器rv1，用于在分接开关过渡装置由奇数档切换至偶数档时切断两档之间的环流；

环流真空断路器rv2，用于在分接开关过渡装置由偶数档切换至奇数档时切断两档之间的环流；

负载电流真空断路器mv，用于在分接开关过渡装置由奇数档切换至偶数档和/或偶数档切换至奇数档时切断负载电流。

所述主转换开关s1的动触头的固定端和负载电流真空断路器mv的一端均与变压器中性点连接，以输出电流。

所述有载分接开关的档位处于奇数分接时，主转换开关s1动作臂的动触头与静触头a导通，辅助转换开关s2动作臂的动触头与静触头e导通；

负载电流真空断路器mv导通，环流真空断路器rv1、rv2导通，负载电流in经主转换开关s1静触头a通过s1开关动作臂连接至中性点输出,同时并联辅助转换开关s2的e触头，负载电流断路器mv输出。

当所述分接开关由奇数档转换到偶数档，一种真空有载分接开关过渡装置的转换方法，包括：

将主转换开关s1动作臂动触头由a转到b静触头，奇数档负载电流流经辅助转换开关s2和负载电流断路器mv，通过负载电流断路器mv输出，同时并联过渡电阻r1与环流断路器rv1，经过主转换开关s1的b触头输出。断开负载电流真空断路器mv，产生电弧，该电弧熄灭后，奇数档负载电流in依次流经过渡电阻r1、环流真空断路器rv1和主转换开关s1的b触头输出，所述负载真空断路器mv两端的恢复电压umv＝in×r1；

当负载电流真空断路器mv内电弧完全熄灭后，辅助转换开关s2动作臂由连接e静触头转换到连接f静触头，奇数档负载电流in依次流经过渡电阻r1、环流真空断路器rv1和主转换开关s1的b触头输出；

闭合所述负载电流真空断路器mv，将负载电流由奇数档转移至偶数档，所述过渡装置同时连接奇数档和偶数档，形成桥接，产生循环电流偶数档负载电流in流经辅助转换开关s2的f触头和负载电流真空断路器mv输出；流经所述负载电流真空断路器mv的电流imv＝in+irv1；其中，所述us为有载分接开关级电压；

断开环流真空断路器rv1，产生电弧；偶数档负载电流in流经辅助转换开关s2的f触头和负载电流真空断路器mv输出；所述环流真空断路器rv1两端的恢复电压为urv1＝us；

当环流真空断路器rv1内电弧完全熄灭后，主转换开关s1动作臂动触头由b转到c静触头，同时闭合环流真空断路器rv1备用，偶数档的负载电流in经主转换开关静触头c通过s1开关动作臂连接至中性点输出，同时并联辅助转换开关s2f触头、负载电流断路器mv输出，分接变换操作结束，完成真空有载分接开关过渡装置由奇数档转换到偶数档。

当有载分接开关的档位处于偶数分接时，主转换开关s1动作臂的动触头与静触头c导通、辅助转换开关s2动作臂的动触头与静触头f导通；负载电流真空断路器mv导通，环流真空断路器rv1和rv2导通，负载电流in经主转换开关静触头c通过s1开关动作臂连接至中性点输出,同时并联辅助转换开关s2的f触头、负载电流断路器mv输出。

当所述分接开关由偶数档转换到奇数档，一种真空有载分接开关过渡装置的转换方法，包括：

将主转换开关s1动作臂动触头由c转到d静触头，偶数档负载电流流经辅助转换开关s2和负载电流断路器mv，通过负载电流断路器mv输出，同时并联过渡电阻r2与环流断路器rv2，经过主转换开关s1的d触头输出。断开负载电流真空断路器mv，产生电弧；该电弧熄灭后，偶数档负载电流in依次流经过渡电阻r2、环流真空断路器rv2和主转换开关s1的d触头输出，所述负载真空断路器mv两端的恢复电压umv＝in×r2；

当负载电流真空断路器mv内电弧完全熄灭后，辅助转换开关s2动作臂由连接f静触头转换到连接e静触头；v内电弧完全熄灭后，辅助转换开关s2动作臂由连接f静触头转换到连接e静触头，偶数档负载电流in依次流经过渡电阻r2、环流真空断路器rv2和主转换开关s1的d触头输出。

闭合所述负载电流真空断路器mv，将负载电流由偶数档转移至奇数档，所述过渡装置同时连接偶数档和奇数档，形成桥接，产生循环电流奇数档负载电流in流经辅助转换开关s2的e触头和负载电流真空断路器mv输出；流经所述负载电流真空断路器mv的电流imv＝in+irv2；其中，所述us为有载分接开关级电压。

断开环流真空断路器rv2，产生电弧；奇数档负载电流in流经辅助转换开关s2的e触头和负载电流真空断路器mv输出；所述环流真空断路器rv2两端的恢复电压为urv2＝us。

当环流真空断路器rv2内电弧完全熄灭后，主转换开关s1动作臂动触头由d转到a静触头，同时闭合环流真空断路器rv2备用，奇数档的负载电流in经主转换开关静触头a通过s1开关动作臂连接至中性点输出，同时并联辅助转换开关s2的e触头、负载电流断路器mv输出。分接变换操作结束，完成真空有载分接开关过渡装置由偶数档转换到奇数档。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本申请提出的真空式有载分接开关过渡装置与现有技术相比，电路中仅有2个机械转换开关，减少了动作部件，降低了机械结构复杂度；通过及切断环流的任务由两路过渡电阻r1、r2和环流真空断路器rv1、rv2轮流承担，分担了现有拓扑中仅一只辅助真空泡的切换任务；且增加了一只过渡电阻，过渡电阻轮换，可以降低过渡电阻的温升，避免过渡电阻温度过高导致变压器油分解产气和绝缘性能降低，极大提高整台开关电气寿命，解决现有装置机械结构复杂，真空有载分接开关的电气寿命低的问题。

一、一种真空有载分接开关过渡装置的结构

本实施例中真空式有载分接开关过渡装置包括主转换开关s1，辅助转换开关s2，环流真空断路器rv1、rv2，负载电流真空断路器mv和过渡电阻r1、r2。

(1)主转换开关s1共有4个静触头：a、c电极分别连接分接开关分接选择器奇数档和偶数档，b、d电极分别连接rv1、rv2两环流真空断路器，两真空断路器分别与两过渡电阻r1、r2连接，通过过渡电阻分别连接开关分接选择器奇数档和偶数档，s1转换开关动作臂的固定端连接变压器中性点，动触头可以旋转选择连接a、b、c、d四个静触头。

(2)辅助转换开关有2个静触头：e、f电极分别连接分接开关分接选择器奇数档(oddtap)和偶数档(eventap)，s2开关动作臂的固定端通过负载电流真空断路器mv连接变压器中性点，动触头可以旋转选择连接e、f两个静触头。

(3)环流真空断路器rv1用于在奇数档切换至偶数档时切断两档之间的环流，环流真空断路器rv2用于在偶数档切换至奇数档时切断两档之间的环流。

(4)负载电流真空断路器用于在奇数档切换至偶数档和偶数档切换至奇数档时切断负载电流。

(5)所述有载分接开关的档位处于奇数分接时，主转换开关s1动作臂的动触头与静触头a导通、辅助转换开关s2动作臂的动触头与静触头e导通。负载电流真空断路器mv导通，环流真空断路器rv1、rv2导通，负载电流in经主转换开关静触头a通过s1开关动作臂连接至中性点输出,同时并联辅助转换开关s2e触头、负载电流断路器mv输出。

二、一种真空有载分接开关过渡装置的转换方法

假定有载分接开关的分接选择器的转换选择器初点位置不变，且有载分接开关档位编号与分接选择器触头组标号一致，有载分接开关档位要从一个奇数档位n上升到一个偶数档位n+1。

(一)有载分接开关的档位处于奇数分接时，如图1所示，主转换开关s1动作臂的动触头与静触头a导通、辅助转换开关s2动作臂的动触头与静触头e导通。负载电流真空断路器mv导通，环流真空断路器rv1、rv2导通，负载电流in经主转换开关静触头a通过s1开关动作臂连接至中性点输出,同时并联辅助转换开关s2e触头、负载电流断路器mv输出。

1、当分接选择器由奇数分接转换到偶数分接，具体操作方法包括：

(1)如图2所示，将所述主转换开关s1动作臂动触头由a转到b静触头，奇数档负载电流in流经辅助转换开关s2、负载电流断路器mv输出，同时并联过渡电阻r1与环流断路器rv1，经过主转换开关s1b触头输出。

(2)如图3所示，断开所述负载电流真空断路器mv，产生电弧；该电弧熄灭后，奇数档负载电流in依次流经过渡电阻r1、环流真空断路器rv1和主转换开关s1b触头输出，所述负载真空断路器mv两端的恢复电压umv＝in×r1；

(3)如图4所示，负载电流真空断路器mv内电弧完全熄灭后，辅助转换开关s2动作臂由连接e静触头转换到连接f静触头，奇数档负载电流in依次流经过渡电阻r1、环流真空断路器rv1和主转换开关s1b触头输出；

(4)如图5所示，闭合所述负载电流真空断路器mv，过渡电路同时连接奇数档和偶数档，形成桥接，产生循环电流irv1＝us/r1；此时负载电流由奇数档转移至偶数档，偶数档负载电流in流经辅助转换开关s2f触头和负载电流真空断路器mv输出；流经所述负载电流真空断路器mv的电流imv＝in+irv1；其中，所述us为有载分接开关级电压；

(5)如图6所示，断开环流真空断路器rv1，产生电弧；偶数档负载电流in流经辅助转换开关s2f触头和负载电流真空断路器mv输出；所述环流真空断路器rv1两端的恢复电压为urv1＝us；

(6)如图7所示，环流真空断路器rv1内电弧完全熄灭后，主转换开关s1动作臂动触头由b转到c静触头，同时闭合环流真空断路器rv1备用，偶数档的负载电流in经主转换开关静触头c通过s1开关动作臂连接至中性点输出，同时并联辅助转换开关s2f触头、负载电流断路器mv输出。分接变换操作结束，切换开关完成由奇数档转换到偶数档的调压。

2、当分接选择器由奇数分接转换到偶数分接，过渡电路转换程序示意图如图15所示。

(二)有载分接开关的档位处于偶数分接时，如图8所示，主转换开关s1动作臂的动触头与静触头c导通、辅助转换开关s2动作臂的动触头与静触头f导通。负载电流真空断路器mv导通，环流真空断路器rv1、rv2导通，负载电流in经主转换开关静触头c通过s1开关动作臂连接至中性点输出,同时并联辅助转换开关s2f触头、负载电流断路器mv输出。

1、当分接选择器由偶数分接转换到奇数分接，具体操作方法包括：

(1)如图9所示，将所述主转换开关s1动作臂动触头由c转到d静触头，偶数档负载电流in流经辅助转换开关s2、负载电流断路器mv输出，同时并联过渡电阻r2与环流断路器rv2，经过主转换开关s1d触头输出。

(2)如图10所示，断开所述负载电流真空断路器mv，产生电弧；该电弧熄灭后，偶数档负载电流in依次流经过渡电阻r2、环流真空断路器rv2和主转换开关s1d触头输出，所述负载真空断路器mv两端的恢复电压umv＝in×r2；

(3)如图11所示，负载电流真空断路器mv内电弧完全熄灭后，辅助转换开关s2动作臂由连接f静触头转换到连接e静触头，偶数档负载电流in依次流经过渡电阻r2、环流真空断路器rv2和主转换开关s1d触头输出；

(4)如图12所示，闭合所述负载电流真空断路器mv，过渡电路同时连接偶数档和奇数档，形成桥接，产生循环电流irv2＝us/r2；此时负载电流由偶数档转移至奇数档，奇数档负载电流in流经辅助转换开关s2e触头和负载电流真空断路器mv输出；流经所述负载电流真空断路器mv的电流imv＝in+irv2；其中，所述us为有载分接开关级电压；

(5)如图13所示，断开环流真空断路器rv2，产生电弧；奇数档负载电流in流经辅助转换开关s2e触头和负载电流真空断路器mv输出；所述环流真空断路器rv2两端的恢复电压为urv2＝us；

(6)如图14所示，环流真空断路器rv2内电弧完全熄灭后，主转换开关s1动作臂动触头由d转到a静触头，同时闭合环流真空断路器rv2备用，奇数档的负载电流in经主转换开关静触头a通过s1开关动作臂连接至中性点输出，同时并联辅助转换开关s2e触头、负载电流断路器mv输出。分接变换操作结束，切换开关完成由偶数档转换到奇数档的调压。

2、当分接选择器由偶数分接转换到奇数分接，过渡电路转换程序示意图如图16所示。

三、本实施例中真空式有载分接开关过渡装置的真空断路器任务如下表所示：

其中，n为分接开关档位切换次数，in为负载电流；us为有载分接开关级电压；r1、r2为过渡电阻。

四、图17示出有载分接开关的按本申请的负载转换开关的变型的实施方式。在此，按本申请的辅助触头s2不构造为单臂触头，而是构造为双臂触头。这种实施方式实现所述切换开关动作臂受力的平衡，而在其功能和作用上没有改变。

最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。