本發(fā)明屬于高壓直流輸電領(lǐng)域，具體涉及一種有載分接開關(guān)及其控制方法、控制裝置。

背景技術(shù)：

1、有載分接開關(guān)的主要作用是實現(xiàn)變壓器電壓調(diào)節(jié)，特高壓直流輸電工程中的換流變壓器有載分接開關(guān)(以下簡稱oltc)與普通電力變壓器運行工況相比更加惡劣，其原因在于：1、換流變長期滿負荷運行，流過oltc的電流大；2、流過換流變有載分接開關(guān)的負載電流不是正弦波，而是帶有換相過程的電流波形，過零點的di/dt大，熄弧困難；3、換流變oltc動作非常頻繁，運行中動作次數(shù)可達4000次/年，機械壽命要求高；4、檔位頻繁調(diào)節(jié)易導(dǎo)致電動機構(gòu)控制回路所用繼電器、行程開等機械及電氣特性發(fā)生改變。

2、上述區(qū)別是引發(fā)換流變壓器有載分接開關(guān)出現(xiàn)兩類故障的主要因素，一類故障是有載分接開關(guān)內(nèi)部故障導(dǎo)致變壓器調(diào)壓繞組級間短路，另一類故障是電動機構(gòu)發(fā)生滑檔故障導(dǎo)致有載分接開關(guān)連續(xù)調(diào)檔。這兩類故障均缺乏有效的快速的識別與保護，由于有載分接開關(guān)安裝于變壓器內(nèi)部，故障持續(xù)的一個顯著表現(xiàn)就是過渡電阻的連續(xù)異常發(fā)熱，引發(fā)變壓器內(nèi)部油室過熱，繼而發(fā)生起火爆炸，導(dǎo)致整個變壓器全部燒毀，后果嚴(yán)重。

3、針對上述問題，現(xiàn)有技術(shù)的一些方案中，由于變壓器級間短路故障無法通過變壓器本體電氣量保護進行識別，只能通過變壓器油溫非電量保護進行判斷，保護判斷時間過長，無法進行直接的快速有效的保護。

4、針對上述問題，現(xiàn)有技術(shù)的一些方案中，電動機構(gòu)滑檔故障的判斷仍是通過電動機構(gòu)內(nèi)部的時間繼電器來進行間接判斷的，其原理是電動機構(gòu)已發(fā)生多次檔位連續(xù)調(diào)節(jié)后，時間繼電器動作，判斷出發(fā)生滑檔故障，其故障判別時間至少需要幾十秒以上，判斷依據(jù)間接且時間過長。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的，在于提供一種有載分接開關(guān)及其控制方法、控制裝置，通過在過渡電阻支路增加電流測量模塊，電流測量模塊的過渡電阻電流采樣值傳至有載分接開關(guān)外部的控制模塊，通過電阻電流采樣值的積分運算，配置過渡電阻過能量保護，對經(jīng)過渡電阻的繞組級間短路故障、滑檔故障進行識別判斷。

2、為了達成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

3、一種有載分接開關(guān)，包括有載分接開關(guān)本體和控制模塊；其中，所述有載分接開關(guān)本體包括觸頭回路和至少一條過渡電阻支路，過渡電阻支路由過渡電阻、電流測量模塊串聯(lián)構(gòu)成，過渡電阻支路串接于觸頭回路的電氣回路中；所述控制模塊根據(jù)電流測量模塊采集的過渡電阻電流采樣數(shù)據(jù)i輸出過渡電阻過能量保護動作告警信號。

4、上述觸頭回路包括第一觸頭、第二觸頭和第三觸頭，其中，第一觸頭的一端為有載分接開關(guān)本體的分接頭輸入a端，第三觸頭的一端與過渡電阻支路的一端連接為有載分接開關(guān)本體的分接頭輸入b端，第二觸頭的一端與過渡電阻支路的另一端連接，第一、二、三觸頭的另一端共同連接為有載分接開關(guān)本體的分接頭輸出c端。

5、上述觸頭回路包括第四觸頭、第五觸頭、第六觸頭和第七觸頭，所述有載分接開關(guān)本體含兩條過渡電阻支路；其中，第四觸頭的一端與第一條過渡電阻支路的一端連接為有載分接開關(guān)本體的分接頭輸入a端，第七觸頭的一端與第二條過渡電阻支路的一端連接為有載分接開關(guān)本體的分接頭輸入b端，第五觸頭的一端與第一條過渡電阻支路的另一端連接，第六觸頭的一端與第二條過渡電阻支路的另一端連接，第四、五、六、七觸頭的另一端共同連接為有載分接開關(guān)本體的分接頭輸出c端。

6、上述觸頭回路包括第八觸頭、第九觸頭、第十觸頭、第十一觸頭、第十二觸頭、第十三觸頭、第十四觸頭和第十五觸頭，所述有載分接開關(guān)本體含兩條過渡電阻支路；其中，第八觸頭的一端與第十觸頭的一端連接為有載分接開關(guān)本體的分接頭輸入a端，第八觸頭的另一端與第九觸頭的一端連接，第十觸頭的另一端分別與第十一觸頭的一端、第一條過渡電阻支路的一端連接，第十二觸頭的一端與第十四觸頭的一端連接為有載分接開關(guān)本體的分接頭輸入b端，第十二觸頭的另一端與第十三觸頭的一端連接，第十四觸頭的另一端分別與第十五觸頭的一端、第二條過渡電阻支路的一端連接；第九觸頭、第十一觸頭、第一條過渡支路、第十三觸頭、第十五觸頭、第二條過渡支路的另一端共同連接為有載分接開關(guān)本體的分接頭輸出c端。

7、上述控制模塊配置光纖通訊接口以傳輸動作告警信號。

8、如前所述的一種有載分接開關(guān)的控制方法，控制模塊接收電流測量模塊所采集的過渡電阻電流采樣數(shù)據(jù)i后，對過渡電阻功率i2r在固定時段t內(nèi)進行積分運算，求得過渡電阻能量累計值e，當(dāng)能量累積值e超過最大能量定值emax時，控制模塊輸出過渡電阻過能量保護動作告警信號。

9、如前所述的一種有載分接開關(guān)的控制裝置，包括，

10、電流測量模塊，用于采集過渡電阻電流采樣數(shù)據(jù)i；

11、積分運算模塊，用于根據(jù)過渡電阻電流采樣數(shù)據(jù)i，在固定時段t內(nèi)對過渡電阻功率i2r進行積分運算，得到過渡電阻能量累計值e；

12、判斷模塊，用于將過渡電阻能量累計值e與最大能量定值emax進行比較，若e超過emax，則向輸出告警模塊輸出信號；以及，

13、輸出告警模塊，用于根據(jù)判斷模塊輸出信號輸出過渡電阻過能量保護動作告警信號。

14、采用上述方案后，本發(fā)明可將所提出的一種有載分接開關(guān)通過過渡電阻支路配置電流測量模塊，并配置控制模塊對采集電流進行積分運算求得過渡電阻能量，可以實現(xiàn)過渡電阻過能量保護功能，具有以下有益效果：

15、(1)常規(guī)變壓器調(diào)壓繞組級間短路非電量保護，針對其中進過渡電阻短路的工況中，可以通過過渡電阻過能量保護進行故障判斷，將時間長、間接的非電量保護由直接電氣量的快速保護替代。

16、(2)針對有載分接開關(guān)電動機構(gòu)內(nèi)部繼電器、行程開關(guān)特性變化導(dǎo)致的滑檔故障，可以通過過渡電阻過能量，與單次調(diào)檔能量進行比對，當(dāng)能量超過單次調(diào)檔能量后，可以及時判斷滑檔故障，并進行保護。

17、(3)針對直流工程中的換流變有載分接開關(guān)，本發(fā)明中配置的控制模塊可配置與直流控制系統(tǒng)間的光纖通訊接口，與常規(guī)有載分接開關(guān)電動機構(gòu)箱的電纜節(jié)點信號相比較，信號傳輸更快速且抗干擾。

技術(shù)特征：

1.一種有載分接開關(guān)，其特征在于：包括有載分接開關(guān)本體(100)和控制模塊(200)；其中，所述有載分接開關(guān)本體(100)包括觸頭回路(110)和至少一條過渡電阻支路(120)，過渡電阻支路(120)由過渡電阻(121)、電流測量模塊(122)串聯(lián)構(gòu)成，過渡電阻支路(120)串接于觸頭回路110電氣回路中；所述控制模塊(200)根據(jù)電流測量模塊(122)采集的過渡電阻電流采樣數(shù)據(jù)i輸出過渡電阻過能量保護動作告警信號。

2.如權(quán)利要求1所述的一種有載分接開關(guān)，其特征在于：所述觸頭回路(110)包括第一觸頭(k1)、第二觸頭(k2)和第三觸頭(k3)，其中，第一觸頭(k1)的一端為有載分接開關(guān)本體100的分接頭輸入a端，第三觸頭(k3)的一端與過渡電阻支路(120)的一端連接為有載分接開關(guān)本體(100)的分接頭輸入b端，第二觸頭(k2)的一端與過渡電阻支路(120)的另一端連接，第一、二、三觸頭的另一端共同連接為有載分接開關(guān)本體(100)的分接頭輸出c端。

3.如權(quán)利要求1所述的一種有載分接開關(guān)，其特征在于：所述觸頭回路(110)包括第四觸頭(k4)、第五觸頭(k5)、第六觸頭(k6)和第七觸頭(k7)，所述有載分接開關(guān)本體(100)含兩條過渡電阻支路(120)；其中，第四觸頭(k4)的一端與第一條過渡電阻支路(120)的一端連接為有載分接開關(guān)本體(100)的分接頭輸入a端，第七觸頭(k7)的一端與第二條過渡電阻支路(120)的一端連接為有載分接開關(guān)本體(100)的分接頭輸入b端，第五觸頭(k5)的一端與第一條過渡電阻支路(120)的另一端連接，第六觸頭(k6)的一端與第二條過渡電阻支路(120)的另一端連接，第四、五、六、七觸頭的另一端共同連接為有載分接開關(guān)本體(100)的分接頭輸出c端。

4.如權(quán)利要求1所述的一種有載分接開關(guān)，其特征在于：所述觸頭回路(110)包括第八觸頭(k8)、第九觸頭(k9)、第十觸頭(k10)、第十一觸頭(k11)、第十二觸頭(k12)、第十三觸頭(k13)、第十四觸頭(k14)和第十五觸頭(k15)，所述有載分接開關(guān)本體(100)含兩條過渡電阻支路(120)；其中，第八觸頭(k8)的一端與第十觸頭(k10)的一端連接為有載分接開關(guān)本體(100)的分接頭輸入a端，第八觸頭(k8)的另一端與第九觸頭(k9)的一端連接，第十觸頭(k10)的另一端分別與第十一觸頭(k11)的一端、第一條過渡電阻支路(120)的一端連接，第十二觸頭(k12)的一端與第十四觸頭(k14)的一端連接為有載分接開關(guān)本體(100)的分接頭輸入b端，第十二觸頭(k12)的另一端與第十三觸頭(k13)的一端連接，第十四觸頭(k14)的另一端分別與第十五觸頭(k15)的一端、第二條過渡電阻支路(120)的一端連接；第九觸頭(k9)、第十一觸頭(k11)、第一條過渡支路(120)、第十三觸頭(k13)、第十五觸頭(k15)、第二條過渡支路(120)的另一端共同連接為有載分接開關(guān)本體(100)的分接頭輸出c端。

5.如權(quán)利要求1所述的一種有載分接開關(guān)，其特征在于：所述控制模塊(200)配置光纖通訊接口以傳輸動作告警信號。

6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的一種有載分接開關(guān)的控制方法，其特征在于：控制模塊(200)接收電流測量模塊(122)所采集的過渡電阻電流采樣數(shù)據(jù)i后，對過渡電阻功率i2r在固定時段t內(nèi)進行積分運算，求得過渡電阻能量累計值e，當(dāng)能量累積值e超過最大能量定值emax時，控制模塊(200)輸出過渡電阻過能量保護動作告警信號。

7.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的一種有載分接開關(guān)的控制裝置，其特征在于：包括，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種有載分接開關(guān)及其控制方法、控制裝置，有載分接開關(guān)包括有載分接開關(guān)本體和控制模塊；有載分接開關(guān)本體包括觸頭回路和至少一條過渡電阻支路，過渡電阻支路由過渡電阻、電流測量模塊串聯(lián)構(gòu)成，過渡電阻支路串接于觸頭回路電氣回路中；控制模塊接收電流測量模塊上送的過渡電阻電流采樣值，通過積分運算求得過渡電阻在固定時間內(nèi)的能量累積值，當(dāng)能量累積值大于定值時，控制裝置輸出過能量保護動作告警信號。本發(fā)明通過在過渡電阻支路增加電流測量模塊，過渡電阻電流采樣值傳至有載分接開關(guān)外部的控制模塊，通過電阻電流采樣值的積分運算，配置過渡電阻過能量保護，對經(jīng)過渡電阻的繞組級間短路故障、滑檔故障進行識別判斷。

技術(shù)研發(fā)人員：陳羽,楊兵,王一帆,石巍,吳立亮,王文杰,許元震,呂瑋,孫超,劉少飛
受保護的技術(shù)使用者：南京南瑞繼保電氣有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9