科创中国

目前，对变压器进行有载调压作为电压调节的有效手段，在电力系统中已广为应用。有载分接开关作为变压器中唯一可动部件，其技术性能好坏与可靠性的高低，对变压器在电力系统中正常运行产生直接的影响。变压器传统有载分接开关切换过程中的电弧会显著降低触头寿命和加速变压器油劣化。为了解决上述问题，本项目研究了一种新的混合式有载分接开关原理，并试制了实验室的模型样机，采用伸缩动触头保证切换时序，机械组件的运动实现晶闸管模块的无源触发，以晶闸管辅助机械开关实现切换过程中的熄弧。

    关键技术与创新点:1）将KM型切换开关进行重新设计，由原来的并联双断口回路改为串联双断口回路，采用伸缩动触头结构保障切换时序，对接线及配件进行了适应性调整，使之适用于晶闸管触发回路触发导通。2）辅助熄弧电路仅靠机械组件运动即可实现晶闸管模块的无源可靠触发，无需在变压器油箱内部布置弱电二次元件，保证了设备的高可靠性。3）改进后的断口结构可以用一个导槽完成两个动、静触头对的时序动作，解决了晶闸管开关触头对数量多、断口复杂的难题，触头断口成立体布置。4）晶闸管回路在开关切换完成后恢复到不带电状态，不易受电磁干扰；晶闸管元件不会长期载流，因此发热小，无需布置散热结构；晶闸管失控后，机械开关仍可发挥作用，不会损坏分接头和变压器。

（1）提出了晶闸管无源触发技术，不需要二次控制回路，避免了恶劣工况和电磁干扰带来的误触发风险；

（2）提出了基于伸缩触头控制时序的方法，建立了晶闸管辅助熄弧回路在切换完成后的退出机制，避免了通态损耗，提高了整机可靠性与抗干扰能力；

（3）提出了晶闸管辅助熄弧混合式有载分接开关设计方案，研制的35kV、110kV样机，通过了样机型式试验；

（4）提出了晶闸管辅助熄弧功能的后备保护方案，晶闸管失效后开关仍能保持安全运行，进一步提高了开关动作的可靠性。

目前晶闸管辅助熄弧混合式有载分接开关可推广应用于额定电压35kV、63kV、110kV、150kV及220kV, 最大额定通过电流三相600A、单相1500A，频率50Hz的电力变压器或工业变压器。在负载下变换分接头以达到调节电压的目的。三相分接开关用于Y接中性点调压，单相分接开关则用于任意的调压方式。

已签订合同，在中广核龙里谷冰风电场工程110kV主变压器和河南登封嵩山风电场工程110kV主变压器中使用。

晶闸管辅助熄弧混合式有载分接开关一方面能够实现变压器档位的无弧切换，减少机械触头的烧蚀，改善变压器油的工作环境，另一方面能够显著降低切换过程中过渡过程的损耗。其推广应用将大大减少现场运行人员的运维工作量，对于变压器行业的节能环保具有积极的推进作用，具有良好的发展前景。

李金忠，男，1974.10，高工/室主任，中国电力科学研究院，项目技术负责，具体协调各项研究工作实施。
高 飞，男，1982.08，高工/室副主任，中国电力科学研究院，分接开关样机设计和试验方案、技术报告编写
张书琦，男，1982.01，高工/室主任，中国电力科学研究院，分接开关样机设计方案、试验方案
晏 阔，男，1988.06，硕士研究生，中国电力科学研究院，分接开关试验方案及开展、技术报告编写

晶闸管有载调压开关的规模化生产，将提升产品层次，促进产品结构、技术结构调整，加速自主品牌的技术升级，打破国外对高端产品的垄断。

晶闸管有载调压开关的生产技术，趋于国际领先地位，本产品不仅有效的解决了有载开关电弧污染变压器油的问题，而且由于没有电弧产生不烧损触头，有效的解决了有载开关的电气寿命问题，并且保留了原机械式触头的结构作为全功能后备保护，彻底改变了原来真空有载开关因真空管故障引起的开关不能调压或者调压不能灭弧而爆炸的问题。

本项目产品的研发和生产不仅可以为企业带来新的利益增长点，而且可以带动相关产业的发展，提升相关产品的质量和产业层次。

技术合作