用于有載抽頭轉(zhuǎn)換器的開關(guān)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力傳輸?shù)念I(lǐng)域，并且特別涉及用于控制變壓器的輸出電壓的抽頭轉(zhuǎn) 換器。
【背景技術(shù)】
[0002] 抽頭轉(zhuǎn)換器用于通過在變壓器繞組中提供接通或切斷額外匝的可能性來控制變 壓器的輸出電壓。抽頭轉(zhuǎn)換器包括一組固定觸點(diǎn)，其能連接到變壓器的調(diào)節(jié)繞組的許多抽 頭，其中這些抽頭定位在調(diào)節(jié)繞組中的不同位點(diǎn)處。抽頭轉(zhuǎn)換器進(jìn)一步包括至少一個(gè)可移 動(dòng)觸點(diǎn)，其在一端連接到集流器，并且在另一端能連接到固定觸點(diǎn)中的一個(gè)。通過接通或切 斷不同的抽頭，變壓器匝的有效數(shù)量可以增加或減小，從而調(diào)節(jié)變壓器的輸出電壓。
[0003] 典型地設(shè)置機(jī)械抽頭轉(zhuǎn)換器使得在轉(zhuǎn)換抽頭時(shí)，新抽頭在舊抽頭斷開之前物理連 接。為了在新和舊抽頭都連接時(shí)避免兩個(gè)抽頭之間的高循環(huán)電流，許多抽頭轉(zhuǎn)換器包括開 關(guān)裝置，大的過渡電阻可以在抽頭轉(zhuǎn)換事件期間在舊與新抽頭之間串聯(lián)連接。
[0004] 傳統(tǒng)上，抽頭的轉(zhuǎn)換每天大約進(jìn)行幾次。近來，提出有載抽頭轉(zhuǎn)換器的新應(yīng)用，其 中將出現(xiàn)更頻繁的切換。盡管過渡電阻中的熱損失因?yàn)榍袚Q動(dòng)作的持續(xù)時(shí)間短而是小的， 頻繁切換將可能仍牽涉過熱的風(fēng)險(xiǎn)。
[0005] 從而，需要有可以更頻繁地安全操作的抽頭轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所涉及的問題是如何獲得可以頻繁地安全操作的抽頭轉(zhuǎn)換器。
[0007] -個(gè)實(shí)施例對(duì)有載抽頭轉(zhuǎn)換器提供開關(guān)裝置，該抽頭轉(zhuǎn)換器包括至少兩個(gè)固定觸 點(diǎn)。該開關(guān)裝置可以例如是要在轉(zhuǎn)換開關(guān)型抽頭轉(zhuǎn)換器中使用的轉(zhuǎn)換開關(guān)，或要在選擇 器-開關(guān)型抽頭轉(zhuǎn)換器中使用的選擇器開關(guān)單元。開關(guān)裝置提供主電流路徑，其包括在主 電流路徑中串聯(lián)連接的主開關(guān)；和過渡電流路徑，其包括過渡感應(yīng)器和過渡開關(guān)，該過渡開 關(guān)和過渡感應(yīng)器串聯(lián)連接。過渡電流路徑的阻抗高于主電流路徑的阻抗，并且過渡路徑的 阻抗主要是感應(yīng)性的。主開關(guān)和過渡感應(yīng)器并聯(lián)連接，使得在過渡開關(guān)處于閉合狀態(tài)時(shí)斷 開主開關(guān)的時(shí)候，流過主電流路徑的負(fù)載電流將換向到過渡路徑。
[0008] 主開關(guān)可以例如是真空斷續(xù)器或半導(dǎo)體開關(guān)，它們是可以在短隔離距離內(nèi)阻斷 高瞬態(tài)恢復(fù)電壓的開關(guān)類型。這樣的開關(guān)類型通常稱為緊湊型斷路開關(guān)（compact-break switches)。
[0009] 通過提供具有過渡阻抗(其主要是感應(yīng)性的）的過渡路徑，因?yàn)槌轭^轉(zhuǎn)換操作中牽 涉的熱損失將明顯減少，抽頭轉(zhuǎn)換操作可以更頻繁地安全進(jìn)行。然而，在斷開主開關(guān)并且負(fù) 載電流的部分開始在過渡路徑中流動(dòng)時(shí)，過渡感應(yīng)器將跨主開關(guān)產(chǎn)生瞬態(tài)恢復(fù)電壓。通過 提供采用緊湊型斷路開關(guān)形式的主開關(guān)，可以在不需要額外設(shè)備用于形成電流零點(diǎn)的情況 下確保負(fù)載電流到過渡路徑的完全換向而不管瞬態(tài)恢復(fù)電壓。
[0010] 發(fā)明性開關(guān)裝置的過渡路徑的阻抗可以例如落在以下范圍內(nèi) 'MM*、.V. 厶·7 g ·ξ 5 . '> Λ?'?'，Λ? .5-? /,? -，?? 其中Ustap是有載抽頭轉(zhuǎn)換器的兩個(gè)相鄰抽頭之間的預(yù)期電壓，并且I,是抽頭轉(zhuǎn)換器的 額定負(fù)載電流。這確?？缱儔浩鞯碾妷航翟诔轭^轉(zhuǎn)換操作時(shí)將在最終用戶的可接受水平 內(nèi)。
[0011] 開關(guān)裝置可以包括另外的主路徑和另外的過渡路徑，其中該(這些）主路徑和該 (這些)過渡路徑在一對(duì)一基礎(chǔ)上彼此關(guān)聯(lián)來形成路徑對(duì)。如果路徑對(duì)的主路徑的主開關(guān)在 載流狀態(tài)中斷開，該對(duì)的過渡路徑形成負(fù)載電流所換向的定義明確的路徑。
[0012] 本發(fā)明進(jìn)一步涉及抽頭轉(zhuǎn)換器，其包括發(fā)明性開關(guān)裝置。
[0013] 本發(fā)明的另外的方面在下面的詳細(xì)描述以及附上的權(quán)利要求中闡述。
【附圖說明】
[0014]圖1示意地圖示現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)換開關(guān)型抽頭轉(zhuǎn)換器(其包括轉(zhuǎn)換開關(guān)）的實(shí)施例。
[0015] 圖2示意地圖示另一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)換開關(guān)。
[0016] 圖3示意地圖示現(xiàn)有技術(shù)的選擇器-開關(guān)型抽頭轉(zhuǎn)換器(其包括選擇器開關(guān)單元） 的實(shí)施例。
[0017] 圖4a示意地根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換開關(guān)的實(shí)施例。
[0018] 圖4b示意地圖示根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換開關(guān)的實(shí)施例。
[0019] 圖5圖不圖l、4a和4b的轉(zhuǎn)換開關(guān)的開關(guān)序列。
[0020] 圖6b示意地圖示根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換開關(guān)的實(shí)施例。
[0021] 圖6b示意地圖示根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換開關(guān)的實(shí)施例。
[0022] 圖7圖示圖2、6a和6b的轉(zhuǎn)換開關(guān)的開關(guān)序列。
[0023] 圖8b示意地圖示根據(jù)本發(fā)明的選擇器-開關(guān)型抽頭轉(zhuǎn)換器的實(shí)施例。
[0024] 圖8b示意地圖示根據(jù)本發(fā)明的選擇器-開關(guān)型抽頭轉(zhuǎn)換器的實(shí)施例。
[0025] 圖9圖示圖3、8a和8b的選擇器開關(guān)單元的開關(guān)序列。
[0026] 圖10是用于觸發(fā)和控制抽頭轉(zhuǎn)換事件的控制單元的示意圖示。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 存在許多開關(guān)裝置設(shè)計(jì)，其設(shè)置成在抽頭轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)可移動(dòng)觸點(diǎn)與外部輸 出之間提供電連接，并且通過其可以在抽頭轉(zhuǎn)換器的不同抽頭之間進(jìn)行平滑切換。在這里， 術(shù)語開關(guān)裝置用于指能夠在抽頭轉(zhuǎn)換器的連續(xù)操作下（即在電力傳輸中沒有任何中斷）在 抽頭轉(zhuǎn)換器中從一個(gè)抽頭到另一個(gè)抽頭地傳遞負(fù)載電流IWd的裝置。在一個(gè)類型的抽頭轉(zhuǎn) 換器(稱為轉(zhuǎn)換開關(guān)類型）中，抽頭轉(zhuǎn)換器包括稱為轉(zhuǎn)換開關(guān)的開關(guān)裝置，以及抽頭選擇器。 轉(zhuǎn)換開關(guān)的開關(guān)可以按順序操作以在兩個(gè)抽頭之間進(jìn)行切換操作(參看圖5和7)。在轉(zhuǎn)換 開關(guān)抽頭轉(zhuǎn)換器中，抽頭選擇器用于選擇負(fù)載電流要傳遞到的抽頭，而轉(zhuǎn)換開關(guān)用于進(jìn)行 負(fù)載電流從當(dāng)前連接的抽頭到抽頭選擇器所選的抽頭的換向。轉(zhuǎn)換開關(guān)抽頭轉(zhuǎn)換器的示 例在圖l、2、4a& 4b和6a& 6b中示出。另一個(gè)類型的抽頭轉(zhuǎn)換器(稱為選擇器-開關(guān)類 型）包括稱為選擇器開關(guān)單元的開關(guān)裝置，提供其以在兩個(gè)抽頭之間進(jìn)行切換，其中選擇器 開關(guān)單元的開關(guān)按順序操作以在兩個(gè)抽頭之間進(jìn)行切換操作(參看圖9)。選擇器-開關(guān)抽 頭轉(zhuǎn)換器的示例在圖3和圖8a& 8b中示出。在選擇器-開關(guān)型抽頭轉(zhuǎn)換器中，選擇器開 關(guān)單元用于既進(jìn)行抽頭的選擇又進(jìn)行負(fù)載電流到所選抽頭的換向。
[0028] 開關(guān)裝置設(shè)計(jì)成是抽頭轉(zhuǎn)換器的固定觸點(diǎn)與外部觸點(diǎn)之間的電連接的部分。在選 擇器-開關(guān)型抽頭轉(zhuǎn)換器中，開關(guān)裝置典型地形成固定觸點(diǎn)與外部觸點(diǎn)之間的整個(gè)連接， 而在轉(zhuǎn)換型抽頭轉(zhuǎn)換器中，固定觸點(diǎn)與外部觸點(diǎn)之間的電連接典型地由開關(guān)裝置連同抽頭 選擇器一起形成。
[0029] 開關(guān)裝置可以提供至少一對(duì)路徑，其中這樣的對(duì)的路徑中的一個(gè)(主電流路徑）具 有比另一路徑(過渡電流路徑）更低的阻抗。主電流路徑在下面將稱為主路徑，而過渡電流 路徑將稱為過渡路徑。主路徑和過渡兩者都包括開關(guān)，使得可以斷開或閉合路徑。設(shè)置開 關(guān)裝置使得當(dāng)開關(guān)裝置在使用中時(shí)，主路徑和過渡路徑兩者都將在第一端與抽頭轉(zhuǎn)換器的 固定觸點(diǎn)電連接，并且在另一端與抽頭轉(zhuǎn)換器的外部觸點(diǎn)電連接。
[0030] 在抽頭轉(zhuǎn)換操作期間，在兩個(gè)抽頭("舊"抽頭和"新"抽頭）同時(shí)連接到外部觸點(diǎn)時(shí) 將存在階段：一個(gè)抽頭將經(jīng)由具有高阻抗的過渡路徑連接，而另一個(gè)經(jīng)由具有低阻抗的主 路徑或經(jīng)由第二過渡路徑連接(參看圖5的階段III、圖7的階段IV以及圖9的階段IV)。這 樣的階段在這里將稱為過渡階段。過渡路徑充當(dāng)外部觸點(diǎn)與抽頭轉(zhuǎn)換操作中所牽涉的抽頭 中的一個(gè)（舊的或新的）之間的暫時(shí)連接，直到新的抽頭經(jīng)由主路徑連接到外部連接點(diǎn)。在 過渡階段中，循環(huán)電流將經(jīng)由開關(guān)裝置在抽頭轉(zhuǎn)換操作中所牽涉的兩個(gè)抽頭之間流動(dòng)。過 渡路徑包括過渡開關(guān)，其將在斷開時(shí)中斷循環(huán)電流。過渡路徑還包括過渡阻抗以便確保在 過渡階段期間在新與舊抽頭之間循環(huán)的電流將具有有限幅度。另一方面，主路徑的阻抗足 夠低使得主路徑可以充當(dāng)穩(wěn)態(tài)電流路徑，其在未進(jìn)行抽頭轉(zhuǎn)換操作時(shí)持續(xù)承載負(fù)載電流。
[0031] 用于連接到變壓器的調(diào)節(jié)繞組105的轉(zhuǎn)換