有载调压分接开关过渡电阻选用设计

1、有载调压分接开关过渡电阻选用设计摘要：本文通过介绍有载分接开关的基本工作原理及有载分接开关切换 过程中暂态过程的建模来选用合适过渡电阻值，同时着重从几个方 而(有利于改善触头的切换任务，提高触头的电气寿命以及其工作 可靠性三个原则来进行匹配)来分析并从屮筛选出最佳方案。这对 于变压器设计者更深入的了解有载分接开关以及设计过程中考虑 更为全面起到了一定的指导作用。关键词：灭弧；有载调压开关；变压器abstract:through the introduction of on-load tap basic working principle and the transient process on

2、-load tap changer switching process modeling to choose a suitable transition resistance value at the same time focus from several aspects (help to improve the contact switch tasks, three principles to improve the contact electrical life as wel 1 as its operational reliabi1ity to match) to analyze an

3、d to filter out the best solution. for transfonner designers a deeper understanding of the on-load tap switch as well as the design process to consider more comprehensive played a certain role in guiding .keywords: interrupter; oltc: transformer中图分类号：u264.3+1文献标识码：a文章编号:引言变压器通过调压线圈屮增减绕组的分接头来改变电压比的方法

4、几 乎与变压器同时问世，有载调压开关的应用使得在不切断负载的情 况下可以调节电压。如今，有载调压分接开关已经由油屮灭弧的方式向通过真空泡灭 弧的方式发展。无论是工业用户还是电网用户为了缩小维护成本降 低维护工作量，都对真空开关比较青睐。所以真空有载调压分接开 关是当今以及未来的发展趋势。因此选用真空开关对节省维护成 本，降低供电公司工作量也是非常有益的。1传统有载调压开关（例如m型）的作用及原理1.1分接开关的基本功能一是在开路情况下“选择” 一个分接头，二是在不中断电流的情 况下把功率“切换”或“调换”到所选的分接头上。而其中也有简 易式有载分接开关（即：选择开关）是把两种功能结合在一个装置

5、 中，而分接选择器与切换开关或调换开关互相分开的分接开关是用 于功率较高的情况下。1. 2分接开关的基本要求及原理分接开关必须要满足在分接选择器、转换选择器和切换开关或调 换开关之间都要保持准确的机械同步。功率调换时所产生的电弧处 于油中，从而污染了变压器油（用真空泡作为开关装置的有载分接 开关除外）。所以开关装置需要放在它本身的油室中，以便把污染 的油与变压器的主油箱分开。选择开关的基本原理是分接选择器和切换开关功能结合在一个装 置中的选择开关的结构型式。从制造上来说是较为经济的，但是由 于固有的某些限制：一般用在最高电压123kv和额定通过电流 500-600a范围的中、小型变压器上。2分

6、接开关选择恰当的过渡电阻值2. 1过渡电阻暂态过程分析分接开关的调压过程一定是在暂态条件下工作。在双电阻过渡回 路，当从一个分接转换到另外一个分接的过程中，分接开关过渡触 头将过渡电阻r和回路电感1突然接入级电压us的交流回路中， 换流可以计算为：ic二cos () -e- cos.上式中 z=| ic | ； =arc tan；,实际切换过程中，r»,即z,因此：ic=cos (-e-)同i寸：r»l (上式中环流ic的暂态分量 e-很快衰减。通过上述暂态分析，筛选出最佳方案(in型开关为例)：方案一：按主触头开断容量等于辅助触头的开断容量的原则，求 出匹配电阻i2r=l

7、/2 i2r +us2/2r, r= us/i方案二：按总开断容量为最小的原则，求出匹配电阻为总开断容 量p=3/2 i2r+ us2/2r对总开断容量求微分；由 dp/dr=03/2i2 - us2/2r=0 求得 r= us/j 3 *i方案三：按辅助触头开断容量为最小的原则，求出匹配电阻为由 dp/dr=o 即 d(l/2* i2r+ us2/2r)/dr=0 得 r二 us/i方案四：使主触头开断容量为合理值，r取较小值，可求出匹配电 阻为 r=nxus/ i切换开关总的切换容量为：(l+2n cos 4>+3n2)/2n *us对总的切换容量求导，并令导数值为零，求得n=/3=

8、0. 577,恰好是 总切换容量值f(n)的最低点。此时，过渡触头的切换容量有些增加, 但主通断触头的切换容量却大大降低，因此分接开关的可靠性大大 提高。但是以上仅是理论计算值，而理论计算是按照统计数据：变 压器平均为80%的负荷来计算的，如果实际运行变压器的实际负荷 远远低于80%或出于过负荷的情况，则以上系数是综合实际运行及 第二章所提到的形式试验值，经济性来综合判断來选取合适的过渡 电阻值。2.2提高触头寿命的匹配在分接开关众多动、定电弧触头中，只要其中一个触头烧损完结, 则认为分接开关触头电气寿命结束。因此，需要更换全部电弧触头。 要提高触头电气寿命，应力求电弧触头烧损均匀。从触头烧损

9、量平 衡角度来考虑，主通断触头和过渡触头的烧损比等于1,即两者烧 损速度相等。过渡电阻匹配值的大小对电弧触头烧损均匀性有着一 定的影响。下面我们來分析这个影响：本文是通过分析双电阻过渡旗循环的切换开关左右切换的统计来 分析触头烧损平衡。假设切换开关主通断触头开断电流in是n次, 则过渡触头在最为恶劣条件（cosd二1时），其中开断电流（1+n） /2n *in的情况为n/2次。另外开断电流（1-口）/2n *in的情况也 一样是n/2次（各开断n/2次是考虑升降压次数趋于平衡的原因）。 触头烧损量由公式a二n kmin a式屮n为触头操作次数；km为 触头材料的常数；a为指数，其值为1 wa£2 ； t为触头的燃弧 平均时间；假定过渡触头与丄通断触头燃弧平均时间相等时，则主 通断触头与过渡触头的烧损的速度是相等的。其过渡电