一种用于有载分接开关电气切换试验的电路系统的制作方法

1.本发明属于有载分接开关电气切换试验技术领域，尤其涉及一种用于有载分接开关电气切换试验的电路系统。


背景技术：

2.随着我国特高压交直流输电的快速发展，电力变压器有载分接开关作为电网电压和无功调节的重要器件发挥着极其重要的作用，我国特高压电力变压器的有载分接开关目前基本依赖于进口abb和mr两大公司。因此，国家电网公司明确了分接开关为我国当前电力发展的“卡脖子”技术。
3.分接开关在电气切换过程中动作时序配合为毫秒级，内部零件精细，并且动作频度高，可靠性要求极高。因此，分接开关的切换试验是其研发、生产、运行的必备环节，分接开关的电气切换试验室是检验分接开关切换能力的重要途径。目前，国内外分接开关的专业实验室主要集中在德国mr公司、瑞典abb公司和国内的上海华明公司，以上实验室均是依据iec或gb/t标准建设的试验能力，主要开展分接开关的出厂例行试验、分接开关型式试验等。
4.鉴于上述已有实验室的试验能力和试验参数无法满足我国特高压大型电力变压器有载分接开关的试验需求，需要设计能够满足当前和将来发展需求的电力变压器有载分接开关电气切换试验系统，服务于我国特高压电力变压器有载分接开关的“卡脖子”技术攻关。
5.因此，针对以上现状，迫切需要开发一种用于有载分接开关电气切换试验的电路系统，以克服当前实际应用中的不足。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的不足，本发明实施例的目的在于提供一种用于有载分接开关电气切换试验的电路系统，以解决上述背景技术中的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
8.一种用于有载分接开关电气切换试验的电路系统，包括长臂试验变压器t1、t2和短臂试验变压器t3、t4，所述长臂试验变压器t1、t2用于调节试验电压和功率因数，所述短臂试验变压器t3、t4用于调节分接开关试验所需的级电压，还包括：
9.断路器qf，所述断路器qf包括主断路器qf1、操作断路器qf2和快速开关fsr，所述断路器qf用于对试验电路进行正常投切和故障保护开断；
10.阻尼电阻r，所述阻尼电阻r用于调节试验电阻；
11.调节电抗器l以及电容器c，所述调节电抗器l和电容器c均用于调节试验电流并组成并联谐振回路。
12.作为本发明进一步的技术方案，所述长臂试验变压器t1、t2为两台同型号的试验变压器，所述长臂试验变压器t1、t2的一次侧额定电压为35kv，二次侧设置有五个抽头，五
个抽头的额定电压分别为0kv、2kv、6kv、14kv和22kv，五个抽头的额定电压的调节范围为2kv-22kv，步长为2kv，所述长臂试验变压器t1、t2分为并联运行和串联运行两种模式。
13.作为本发明进一步的技术方案，所述短臂试验变压器t3、t4为两台同型号的试验变压器，所述短臂试验变压器t3、t4的一次侧额定电压为35kv，二次侧分四组，每组设有三个抽头，第一组抽头的额定电压分别为0v、100v和600v，第二组抽头的额定电压分别为0v、300v和400v，第三组抽头的额定电压分别为0v、2400v和2400v，第四组抽头的额定电压分别为0v、800v和4000v，所述抽头的额定电压的调节范围为100v-11000v，步长为100v。
14.作为本发明进一步的技术方案，所述阻尼电阻r的电阻值分别可以设为0.1ω、0.2ω、0.4ω、0.8ω和1.6ω，所述阻尼电阻r的电阻值调节范围为0.1ω-3.1ω，步长为0.1ω，所述阻尼电阻r的电阻值为调节电抗器l电抗值的0.1倍。
15.作为本发明进一步的技术方案，所述调节电抗器l是一种由l0、l1、l2和l3四组并联组成的电抗器组，l0组内设有三台并联的电抗器，三台并联的电抗器的额定电压均为20kv，三台并联的电抗器的额定电流分别为12.5a/12.5a、25a/25a和50a/50a，每台电抗器分为并联运行和串联运行模式，电抗器串联运行的电流调节范围为12.5a-87.5a，步长为12.5a，电抗器并联运行的电流调节范围为25a-175a，步长为25a。
16.作为本发明进一步的技术方案，所述l1、l2和l3均为同型号的电抗器组，每组内均设置有四台并联的电抗器，四台并联的额定电压均为20kv，额定电流分别为100a/100a、200a/200a、400a/400a和400a/400a，每台电抗器分为并联运行和串联运行模式，串联运行的电流调节范围为100a-1100a，步长为100a，并联运行的电流调节范围为200a-2200a，步长为200a。
17.作为本发明进一步的技术方案，所述电容器c包括电容器c1和电容器c2，所述电容器c1和电容器c2为同型号电容器，所述容器c1和电容器c2分为并联运行和串联运行两种模式，所述电容器c1和电容器c2内均设置有八台并联的电容器，八台并联的电容器的额定电压均为20kv，额定电流分别为12.5a、25a、50a、100a、200a、400a、800a和1600a，调节范围为12.5a-3183.5a，步长为12.5a。
18.作为本发明进一步的技术方案，电路系统为三相不对称，试验变压器的一次侧进线为35kv的电网电源，长臂试验变压器t1、t2的二次侧提供一相长臂电源，短臂试验变压器t3、t4的二次侧分别提供两相短臂电压，组成三相试验电源，电路系统的参数计算步骤如下；
19.步骤(1)：定义k为常数，给定初值为3，调节电控器投入的阻抗x
l
＝kr，则试验回路的总阻抗为试验电压为u＝z
×
i；i为试验电流，r为过渡电阻；
20.步骤(2)：级电压e为两台短臂试验变压器之间的线电压，试验电压u为长臂试验变压器与短臂试验变压器之间的线电压，则t3、t4的输出电压均为t1、t2共同的输出电压为u
l
、uh通过调整试验变压器的抽头输出所需的电压，e为给定被试分接开关的级电压；
21.步骤(3)：采用谐振法进线试验时，取xc＝x
l
，采用变压器法时，电容器c1和c2不投入，xc＝0；
22.步骤(4)：参数校验，当计算所得主触头和过渡触头的开断电流和恢复电压不低于标准规定的95％要求时，计算结束；否则，增大k＝k+011，重复上述步骤，直到满足标准要求。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
24.本发明既可实现变压器法试验回路，又可实现谐振法试验回路，进而实现对电力变压器有载分接开关工作负载和开断容量两种工况下的电气切换性能进线考核，满足我国特高压大型大力变压器有载分接开关的试验需求。
25.为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。
附图说明
26.图1为本发明中电气切换试验电路系统原理图。
27.图2为本发明中电抗器l0电路原理图。
28.图3为本发明中电抗器l1(l2、l3)电路原理图。
29.图4为本发明中电容器c1(c2)电路原理图。
具体实施方式
30.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
31.以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
32.如图1至4所示，作为本发明一个实施例提供的一种用于有载分接开关电气切换试验的电路系统，包括长臂试验变压器t1、t2和短臂试验变压器t3、t4，所述长臂试验变压器t1、t2用于调节试验电压和功率因数，所述短臂试验变压器t3、t4用于调节分接开关试验所需的级电压，还包括：
33.断路器qf，所述断路器qf包括主断路器qf1、操作断路器qf2和快速开关fsr，所述断路器qf用于对试验电路进行正常投切和故障保护开断；
34.阻尼电阻r，所述阻尼电阻r用于调节试验电阻；
35.调节电抗器l以及电容器c，所述调节电抗器l和电容器c均用于调节试验电流并组成并联谐振回路。
36.在本实施例中，本发明既可实现变压器法试验回路，又可实现谐振法试验回路，进而实现对电力变压器有载分接开关工作负载和开断容量两种工况下的电气切换性能进线考核，满足我国特高压大型大力变压器有载分接开关的试验需求。
37.如图1所示，作为本发明的一种优选实施例，所述长臂试验变压器t1、t2为两台同型号的试验变压器，所述长臂试验变压器t1、t2的一次侧额定电压为35kv，二次侧设置有五个抽头，五个抽头的额定电压分别为0kv、2kv、6kv、14kv和22kv，五个抽头的额定电压的调节范围为2kv-22kv，步长为2kv，所述长臂试验变压器t1、t2分为并联运行和串联运行两种模式。
38.如图1所示，作为本发明的一种优选实施例，所述短臂试验变压器t3、t4为两台同
型号的试验变压器，所述短臂试验变压器t3、t4的一次侧额定电压为35kv，二次侧分四组，每组设有三个抽头，第一组抽头的额定电压分别为0v、100v和600v，第二组抽头的额定电压分别为0v、300v和400v，第三组抽头的额定电压分别为0v、2400v和2400v，第四组抽头的额定电压分别为0v、800v和4000v，所述抽头的额定电压的调节范围为100v-11000v，步长为100v。
39.如图1所示，作为本发明的一种优选实施例，述阻尼电阻r的电阻值分别可以设为0.1ω、0.2ω、0.4ω、0.8ω和1.6ω，所述阻尼电阻r的电阻值调节范围为0.1ω-3.1ω，步长为0.1ω，所述阻尼电阻r的电阻值为调节电抗器l电抗值的0.1倍。
40.如图1至3示，作为本发明的一种优选实施例，所述调节电抗器l是一种由l0、l1、l2和l3四组并联组成的电抗器组，l0组内设有三台并联的电抗器，三台并联的电抗器的额定电压均为20kv，三台并联的电抗器的额定电流分别为12.5a/12.5a、25a/25a和50a/50a，每台电抗器分为并联运行和串联运行模式，电抗器串联运行的电流调节范围为12.5a-87.5a，步长为12.5a，电抗器并联运行的电流调节范围为25a-175a，步长为25a。
41.如图1至3所示，作为本发明的一种优选实施例，所述l1、l2和l3均为同型号的电抗器组，每组内均设置有四台并联的电抗器，四台并联的额定电压均为20kv，额定电流分别为100a/100a、200a/200a、400a/400a和400a/400a，每台电抗器分为并联运行和串联运行模式，串联运行的电流调节范围为100a-1100a，步长为100a，并联运行的电流调节范围为200a-2200a，步长为200a。
42.如图1和4所示，作为本发明的一种优选实施例，所述电容器c包括电容器c1和电容器c2，所述电容器c1和电容器c2为同型号电容器，所述容器c1和电容器c2分为并联运行和串联运行两种模式，所述电容器c1和电容器c2内均设置有八台并联的电容器，八台并联的电容器的额定电压均为20kv，额定电流分别为12.5a、25a、50a、100a、200a、400a、800a和1600a，调节范围为12.5a-3183.5a，步长为12.5a。
43.如图1至4所示，作为本发明的一种优选实施例，电路系统为三相不对称，试验变压器的一次侧进线为35kv的电网电源，长臂试验变压器t1、t2的二次侧提供一相长臂电源，短臂试验变压器t3、t4的二次侧分别提供两相短臂电压，组成三相试验电源，电路系统的参数计算步骤如下；
44.步骤(1)：定义k为常数，给定初值为3，调节电控器投入的阻抗x
l
＝kr，则试验回路的总阻抗为试验电压为u＝z
×
i；i为试验电流，r为过渡电阻；
45.步骤(2)：级电压e为两台短臂试验变压器之间的线电压，试验电压u为长臂试验变压器与短臂试验变压器之间的线电压，则t3、t4的输出电压均为t1、t2共同的输出电压为u
l
、uh通过调整试验变压器的抽头输出所需的电压，e为给定被试分接开关的级电压；
46.步骤(3)：采用谐振法进线试验时，取xc＝x
l
，采用变压器法时，电容器c1和c2不投入，xc＝0；
47.步骤(4)：参数校验，当计算所得主触头和过渡触头的开断电流和恢复电压不低于标准规定的95％要求时，计算结束；否则，增大k＝k+0.1，重复上述步骤，直到满足标准要
求。
48.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。