陳磊 袁有香

摘要：隨著我國(guó)工業(yè)技術(shù)的持續(xù)深化發(fā)展，在電力行業(yè)發(fā)展中電力電子有載調(diào)壓分接開關(guān)目前作為一個(gè)新興的產(chǎn)物被運(yùn)用到很多電力單位中。然而，從目前的業(yè)界的研究過(guò)程中看，對(duì)于電力電子有載調(diào)壓分接開關(guān)的研究還處于起步階段。為了能夠加深對(duì)該事物的認(rèn)識(shí)，本文主要對(duì)電力電子有載調(diào)壓分接開關(guān)的特點(diǎn)進(jìn)行一定的探討，為目前電力行業(yè)的發(fā)展提供一定的參考作用。

關(guān)鍵詞：電力電子;無(wú)觸點(diǎn)有載調(diào)壓;變壓器;SSR

一、變壓器有載調(diào)壓技術(shù)的發(fā)展

有載調(diào)壓變壓器其特點(diǎn)主要是可以調(diào)控的范圍較廣，而且在調(diào)節(jié)的過(guò)程中不需要進(jìn)行斷電，這無(wú)疑能夠有效地推動(dòng)電力系統(tǒng)的高效運(yùn)作，改善電網(wǎng)的質(zhì)量，相比起無(wú)載調(diào)壓變壓器優(yōu)勢(shì)點(diǎn)十分明顯。現(xiàn)階段，我國(guó)絕大部分電力行業(yè)主要還是運(yùn)用機(jī)械有載分接開關(guān)來(lái)進(jìn)行調(diào)壓。然而，在我國(guó)工業(yè)持續(xù)發(fā)展的背景下，整個(gè)社會(huì)對(duì)于電能的需求日益攀升，電網(wǎng)的整體規(guī)模以及結(jié)構(gòu)均向著復(fù)雜化趨勢(shì)發(fā)展，機(jī)械有載分接開關(guān)在這種背景下可以預(yù)見很難能夠滿足未來(lái)電力行業(yè)發(fā)展的需要，因此必須采取措施來(lái)對(duì)其性能進(jìn)行徹底的改進(jìn)。

（一）傳統(tǒng)有載調(diào)壓方式

我國(guó)現(xiàn)階段所運(yùn)用的常規(guī)有載調(diào)壓變壓器其內(nèi)部是機(jī)械式有載分接開關(guān)，其主要是由分接選擇器以及部分開關(guān)鎖形成的，其構(gòu)造主要在變壓器某一側(cè)的線圈中引出部分接頭，利用有載分接開關(guān)，保持持續(xù)通電背景下，把一分接頭切換到另一分接頭，從而實(shí)現(xiàn)匝數(shù)的變化，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)整。以往的有載調(diào)壓變壓器機(jī)械式調(diào)壓分接開關(guān)在分接頭進(jìn)行切換的一系列操作當(dāng)中會(huì)形成電弧，而由于分接開關(guān)所采用的動(dòng)作偏慢，調(diào)壓過(guò)程中所需要響應(yīng)的時(shí)間偏久，因此十分容易產(chǎn)生錯(cuò)位的情況，除此之外，其故障率不低，在進(jìn)行維修處理過(guò)程中工作量較大，很難能夠準(zhǔn)確地把控時(shí)間。鑒于此，傳統(tǒng)有載調(diào)壓變壓器一般只是用來(lái)穩(wěn)定電壓。

（二）機(jī)械式改進(jìn)型有載調(diào)壓方式

機(jī)械式改進(jìn)型有載調(diào)壓變壓器是通過(guò)建立在以往的型號(hào)的基礎(chǔ)上，通過(guò)適當(dāng)?shù)卦黾与娏﹄娮悠骷纬傻?。其電路如圖1所示。

由圖1可以看出，該圖能夠切實(shí)保存了常規(guī)有載分接開關(guān)中的分接選擇器與切換開關(guān)，而且在過(guò)渡電路中融入了三組晶閘管（SCR）。在進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)的過(guò)程中，通過(guò)調(diào)整開關(guān)（從靜觸頭Ⅰ到Ⅳ）來(lái)起到與晶閘管進(jìn)行配合的作用，確保其能夠合理地接通與閉合，從而減少開關(guān)切換過(guò)程中電弧的形成。這種方案下，其盡管能夠切實(shí)避免電弧的產(chǎn)生，然而并未能夠徹底處理環(huán)流問(wèn)題，而且晶閘管如果發(fā)生失效，便會(huì)造成分接頭線圈出現(xiàn)短路，最終破壞掉變壓器。

（三）輔助線圈型有載調(diào)壓方式

在我國(guó)電力電子技術(shù)持續(xù)深化的背景下，相關(guān)領(lǐng)域的專家學(xué)者開始研究運(yùn)用功率較大的電力電子器件來(lái)組建成為輔助機(jī)械型有載分接開關(guān)，并通過(guò)融入電力電子器件來(lái)形成分接開關(guān)，把其中不帶電的觸頭作為分接頭，電力電子開關(guān)和機(jī)械有載分接開關(guān)兩者之間能夠相互銜接來(lái)開展相關(guān)的操作，從而達(dá)到調(diào)整電壓的目的。如圖2所示。

這種調(diào)壓方式實(shí)施起來(lái)十分方便，然而會(huì)形成諧波，整個(gè)過(guò)程相對(duì)而言存在一定的復(fù)雜性，無(wú)法提供調(diào)整電壓過(guò)程中的響應(yīng)速度。另外，這種輔助性的開關(guān)相比起機(jī)械性的開關(guān)而言，其價(jià)格昂貴，成本投入較高，因此其目前的應(yīng)用并未得到廣泛的推廣。

二、無(wú)觸點(diǎn)有載自動(dòng)調(diào)壓分接開關(guān)

無(wú)觸點(diǎn)有載自動(dòng)調(diào)壓方式其是借助電力電子開關(guān)器件和微處理器控制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該器件的運(yùn)用要具體情況具體分析。在有載分接過(guò)程中，開關(guān)的調(diào)整事實(shí)上并不需要過(guò)快的速度，絕大不符恩電力電子器件都能夠達(dá)到要求，因此本篇文章主要闡述無(wú)觸點(diǎn)有載調(diào)壓分接開關(guān)的電力電子器件。該器件運(yùn)用的是成本不高的過(guò)零型固態(tài)繼電器（Solid State Relay，SSR）。其運(yùn)用過(guò)零觸發(fā)技術(shù)，這種技術(shù)下能夠?qū)崿F(xiàn)電壓以及電流過(guò)零導(dǎo)通以及切斷，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的干擾。

（一）采用SSR鏈?zhǔn)竭B接的無(wú)觸點(diǎn)自動(dòng)調(diào)壓方式

在圖3中，SSR主要運(yùn)用的是鏈?zhǔn)竭B接的方式，并將其連通在變壓器高壓繞組與中性點(diǎn)兩者當(dāng)中的位置。這種的主要核心理念是對(duì)分接頭進(jìn)行技術(shù)上的調(diào)整，使其與附近的分接頭的SSR連接的過(guò)程中，能夠盡快地切斷與現(xiàn)工作分接頭相連的SSR。這種方式下的優(yōu)勢(shì)主要有：在進(jìn)行分接頭的調(diào)整的過(guò)程中，不需要用到過(guò)渡電阻，且整個(gè)過(guò)程產(chǎn)生的電流量低，可以進(jìn)行次數(shù)較多的操作。經(jīng)過(guò)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)剖析可以得出其缺陷主要在于：成本的投入不低，在轉(zhuǎn)換時(shí)會(huì)形成諧波。由此可見，這種調(diào)壓方式未能夠被充分運(yùn)用。

（二）無(wú)限流電阻的無(wú)觸點(diǎn)有載自動(dòng)調(diào)壓方式

SSR鏈?zhǔn)竭B接過(guò)程中的缺點(diǎn)便是會(huì)出現(xiàn)諧波，根據(jù)這種缺陷相關(guān)專家學(xué)者發(fā)明了一種方式可以減少諧波的出現(xiàn)，具體的電路圖詳見圖4。然而，一旦這種方式下的負(fù)載是非恒阻性時(shí)，那么便會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)電壓，這種電壓量極大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出繼電器的荷載電壓。鑒于此，在電路的搭配中，必須增添RC瞬態(tài)抑制（吸收）電路。這種方式下的成本便相比起上述那種低廉很多，而且操作極為方便。通過(guò)模擬如圖4連接方式的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中了解到，分接頭發(fā)生變換的過(guò)程中，通過(guò)調(diào)節(jié)繞組與SSR形成回路，這個(gè)回路中會(huì)有環(huán)流發(fā)生。為了能夠保障環(huán)流不會(huì)超過(guò)荷載而損壞保險(xiǎn)絲，在實(shí)際的工作開展過(guò)程中，電力工作人員必須采取合適的方法，來(lái)對(duì)環(huán)流的幅值予以充分的限制，從而保障整個(gè)操作過(guò)程中的安全性。

三、結(jié)論

綜上所述，電力發(fā)展過(guò)程中勢(shì)必會(huì)運(yùn)用到有載自動(dòng)調(diào)壓分接開關(guān)。這種開關(guān)如果通過(guò)合理的運(yùn)用，并和單片機(jī)控制技術(shù)相互融合，在操作方面無(wú)疑會(huì)更加具有較為可控的措施，還能夠進(jìn)一步地減少維護(hù)次數(shù)以及維護(hù)成本。由此可見，這種方式下能夠給企業(yè)乃至整個(gè)社會(huì)帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)效益?？偠灾诂F(xiàn)階段國(guó)人對(duì)電能質(zhì)量需要持續(xù)上升的背景下，我國(guó)電力電子技術(shù)發(fā)展速度逐步加快，以往落后的生產(chǎn)方式必然會(huì)被先進(jìn)的電力技術(shù)所替代，這是歷史的必然，希望在未來(lái)的發(fā)展當(dāng)中，會(huì)有更多的電力電子調(diào)壓方式的涌現(xiàn)從而提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。

參考文獻(xiàn)

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