有载分接开关

有载分接开关说明8-1有载分接开关的发展（一）有载分接开关的优点电压质量是电网运行的主要技术指标之一，供用电规则对用户的电压质量提出了明确的考核标准。电力系统为保证用户电压质量，也级母线电压规定了合格范围。无励磁调压开关，其 最大的缺点为不能带负一般区域负荷变化较大或网络结构不合 理的变电站，一年12次。而区域负荷变化较小或网络结构合 理的变电站，变压器多年也不调整。电压难满足用户的要求。随 着国民经济的快速用户对电压质量的要求愈来愈高，无励磁调压变压足用户对电压质量的要求。 而有载调压变压器可以在变压器 运行（负载）状态下随时对电压进行调整，可以有效的提高电压 质量。近年来得到了广泛的应用。8-2用途在变压器运行（负载）状态下，通过调整有载分接开关的挡 位，改变变压器的分接头位置， 以达到调整变压器输出电压的目 的。（二）有载分接开关的发展我国于1953年上海电机厂第一次制造出 35KV、5000KVA电抗式有载调压变压器。几十年来，特别是改革开放以来，为了 满足用户对电压质量的要求，适应有载调压变压器发展的需要， 有载分接开关的制造技术发展比较迅速，生产厂家有贵州长征电气厂、吴江远洋电气厂、上海华明电力设备开关厂、西安鹏远开 关厂、上海赛力电工电气厂、以及沈变、保变、常变、上海电力 修造厂、等等。其制造技术和制造质量已比较成熟，已完全能满 足国内220KV及以下市场的需求。早在1920年美国通用（G、E）电气公司首先制造出电抗式 有载调压开关。1927年德国扬森（Jansens ）博士发明的电阻 过渡原理制造出电阻式有载分接开关。以后得到迅速发展，在世 界各国都被大量采用。并有了几十年的制造经验，国际上有载调压开关的制造技术和制造质量已非常的成熟，电阻式有载分接开关形成了一系列产品，电压能做到420KV,电流能做到 3相3000A，单相4500A。比较出名的厂家有：德国莱茵豪森（MR） 机械制造公司、瑞典 ABB组件公司、奥地利伊林公司、以及法 国阿尔斯通公司、比利时沙城电器制造公司、日本、苏联等一些 制造公司都可以生产有载分接开关。目前我国330KV及以上主变压器使用的有载调压开关大部分为进口设备。由于电抗式有载分接开关材料消耗多，体积大，燃弧时间长，各国用得较少。国内几大厂家早期开发生产的电阻式有载分接开 关，如西变生产的C、D型开关，沈变、保变、常变等一些制造厂 生产的S基本上均以生产仿西德 MR技术的组合型（M型）和复合 型（V型）有载分接开关 YCZZ型和CF型开关虽然技术和工艺不 够先进，但结构简单，造价较低，在35KV及以下配电变压器上仍然 使用较多。-3有载分接开关的类别（一）有载分接开关的分类（1 ）复合型有载分接开关，把分接选择器和切换开关功能 结合在一起，其触头是在带负荷状况下一次性完成选择切换分接 头任务。按整体结构上分类：分为组合型和复合型两大类。（2）组合型有载分接开关其结构特点为：切换开关和分接 选择器功能独立，分步完成。即分接选择器触头是在无负载状况 下选择分接头之后，切换开关触头再切换把负荷电流转换到已选 的另一个分接头上。目前国内各厂家仿西德 MR技术生产的M型开关，属于组 合型开关。仿西德 MR技术生产的V型开关，属于复合型开关。2. 按过度阻抗分类：分为电阻式和电抗式两种。目前国内生 产的有载分接开关均为电阻式。 按过度电阻的数量又分为单电阻 过度、双电阻过、六电阻过度。单电阻过度，一般常用于 10KV配电变压器中性点线性调压 分接开关。SYCZZ简易复型分接开关和 M型开关、V型开关大 多采用的双电阻过度，一般常用于35- 110KV中小型电力变压器 上。多电阻过度的分接开关，结构上较复杂，一般用于切换容量 较大的大型变压器上。3. 按绝缘介质和切换介质分类:分为油浸式有载分接开关、 油浸式真空有载分接开关、干式有载分接开关。(1) 目前系统使用的大量的有载分接开关均为油浸式分接开关，其绝缘介质和灭弧介质均为变压器油。(2) 干式有载分接开关按其绝缘介质和灭弧介质又分为干式真空、干式SF6气体和空气式有载分接开关。干式真空和空气 式有载分接开关，一般为容量较小的干式变压器配套产品。SF6气体式分接开关，其 SF6气体作为绝缘介质，真空管作为切换 元件，一般用于SF6气体为绝缘介质的变压器的配套产品。(3) 油浸式真空有载分接开关， 是近年来研制开发的新技术产品，其绝缘介质为变压器油，灭弧介质采用了真空管，使分接 开关油室的绝缘油不会造成污染，显著降低了运行成本，提高了供电可靠性。4 .按相数分类：分为单相、三相和特殊设计的(I+ H)相。(1) 单相有载分接开关即可用于 Y接，也可用于接。三相 分接开关各触头直作为单相分接用。单相有载分关一般常用大型 变压器三台合的变压器组中 KV及以上大型变压器动操作。(2) 三相有载分接开关有 Y接和接两种，三相调压绕组经分接开关接成Y结，此类分接开关往往用于中性点调压。 三相调 压绕组经分接开关使变压器绕组接成结，此类分接开关往往用 于线端调压或中部调压。（3）特殊设计的（I + H）相分接开关即可用于 Y接，也可 用于接。，可配用一台电动机构连动操作。5.按调压方式分类：分为线性调压、正反调压和粗细调压三 种。线性调压有载分接开关，无极性选择器和粗细选择器，调压级数较少，一般组合型最大为 17级，复合型最大为14级。正 反调压有载分接开器，调压绕组复使粗细调压有载分接， 装有粗 细选择器，延，调压范围均较大，组合型最 5级，复合型最大可 达到27级。多级粗细调压的有载分接开关， 最大可达到106级。简易复合型有载分接开关，一般均采用线性调压方式，调压级数一般7-9级。6 .按安装方式分类：有埋入型安装与外置型安装、顶部引入传动与中部引入传动、平顶式（连箱盖）与钟罩式等安装方式。7 .按触点方式分为有触点与无触点两种。我们前面介绍的油浸式、油浸式真空分点式有载分触点有载分接开关也称是由晶 阀子器件来完成。因而，无电弧产生。从根本上解决有载开关电 气寿问题。目前，这类高端技术产品在上海制造公司已研发成功。（二）常见的国产有载分接开关型谱 见表8-1表8-1常见的国产有载分接开关型谱表制造油浸油浸真干式电空气油浸厂式空真空子式式式组合复合组合复合组合组简易复型型型型型合合型型遵开M(ZYV(F YKYSY 口义关1A)、30)Z、长MD征机MA7MA9ZDT4公构B 、B 、0B司MAEMAE江开C1、F1MFSY 口苏关SYXZKZZ、吴机DQB1CWG江构、DFYK远DQB2洋上开CM、CV、SHZCVT、CTCKSY 口海关CMB、SV、V、CZZZ、华CMDSHJCF明公司、V、机构CMA7 、SHMCMA9 、SHMSHMCMA9HMK-10西 安 鹏 远 公 司开关ZF机构DCYDCF（三）型号含义（1 ）仿MR型有载分接开关型号表达式CM-IH 600 Y /60 C 10 19 3 W调压方式（正反调 W粗细调G） 基本接线分接选择器的绝缘等级代号（选择开关 无此代号）电压等级（35220kV） 连结方式代号（YA） 最大额定通过电流（A） 相数代号（单相、三相出） 有载分接开关型号注：基本接线10193W-指固有分接位置为10，工作分接 位置数为19，中间位置数为3。（2 ）简易复合型有载分接开关型号表达式-4有载调压变压器绕组分接头的引出常规1.分接头引出的绕组因为一般变压器高压绕组套在低压绕组的外面， 而且高压侧 一般电流较小，所以一般都从高压侧引出。 有载调压变压器调压 级数较多，大部分有载调压变压器分接绕组单独做成， 套在高压 绕组的外部。2 .常见的分接头引出的部位表8-2分接开关对地绝缘水平分类类别III用途用于绕组的中性点用于除绕组中性点以外的部位一般按分接头引出 部位将分接开关的对地 绝缘水平分为两类，见表8-2。对于绕组为分级绝缘的变压器，用于绕组中性点调压的 分接开关，对地绝缘水平只需满足中性点对地绝缘水平的需要就 可以了电力系统常见的变压器绕组接线方式、变压器绕组的绝缘设表8-3电力变压器常见的绕组接线方式电压等级（KV）103566110220330500绕组接Y/Y/Y/ Y/Y/Y/Y/Y/Y/Y/ 线方式Y .Y/Y/中性直接不不接直接接直接直接直接接占八、接地接地地或不接地接地地或经运行地死接地或不或不小阻抗方式死接死接接地地地绝缘全绝分级绝缘设计缘从上表看到，电力系统常见的电力变压器高压绕组几乎全是Y形接线。所以我们常见的有载调压变压器大多为中性点调 压。220KV及以上大型变压器大多为自耦变，常见的调压绕组 分接头大多从高压绕组末端（中压绕组首端）引出。3 .常见的绕组分接头级电压及调压范围:电力系统常见的绕组分接头级电压及调压范围，一般10（6）35KV电力变压器，选用79级，每级电压为线电压的 1.25% ; 110KV级以上电力变压器，选用土 8级较多，每级电压 为线电压1.25%。对于电网结构不尽合理，按上述调压范围选择不能满足要求时，可以扩大其调压范围，现有的有载分接开关产 品完全能满足需要。4 .有载调压变压器名牌电压表达方式。例如：(1 ) 35KV、5600KVA、双绕组电力变压器 35 4*1.25 %/10.5KV;(2) 110KV、双绕组电力变压器 110 8*1.25 %/10.5KV ;(3) 110KV、三绕组电力变压器110 8*1.25 %/35 2*2.5 %/10.5KV 。-5常用的名词术语及定义有载分接开关结构复杂，物理量、元器件较多，其对应的名 词术语及定义均有统一的规定， 现将常用的名词术语及定义介绍 如下：1.切换开关-与分接选择器配合使用，以承载、通断已 选分接电路中电流的开关装置。2 .快速机构-带动切换开关的动触头组，以极快的速度从 一个状态切换到另一状态的装置。一般用弹簧储能系统构成带动 的切换开关，如果弹簧机构己释放动作，即使电动机构操作中断， 也不能阻止切换开关操作。3 .分接选择器-按能载流但不能接通和开断电流的技术 要求设计的一种装置，它与切换开关配套用于选择分接头。分接选择器有时简称为选择器或选择开关。4 .极性选择器-这种装置是转换选择器的又一种形式。它与分接选择器有公共触头。分接位置数目为两个，只能与按正、 反布置的绕组相配。5 .粗调选择器-这种装置是转换选择器上的一种形式。它在结构上与分接选择器没有公共触头。在分接头上，为两分接 或多于两分接。两分接的粗调选择器能与按粗、细布置或正、反 布置的绕组相配。多于两分接的粗调选择器只能与按粗、细布置的绕组相配。6 .选择开关-把分接选择器和切换开关的任务结合在一起，能承载和通断电流的一种开关装置（即所谓复合式分接开关）。为了与组合型分接开关的分接选择器区别，我们可称其为 选切开关。7 .过渡电阻-包含一个或几个单元的电阻器桥接于正在使用的分接头和将要使用的分接头，以达到将负载电流无间断地或无显著变化地从一个分接转到另一分接的目的。与此同时，还在两分接跨接时限制循环电流。8 .电动机构-由驱动机构与电动机构和控制线路结合在 一起的一种驱动机构。电动机构是有载分接开关变换操作的位置 控制和电气转动装置。它可以独立，也可以与分接开关结合一体 （简易复合式分接开关）。9 .主触头-承载通过电流的触头组，它在变压器绕组与 触头连接回路中没有过渡阻抗，不能通断任何电流。10 .主通断触头-不经过过渡阻抗而与变压器绕组直通的，并能通断电流的触头组。11.过渡触头-须通过过渡阻抗与变压器绕组和触头相串 联的，并能通断电流的触头组。12 .开断电流-分接变换时，在切换开关或选择开关中每 个主通断触头组或过渡触头组上所预计开断的电流。13 .循环电流-当变换分接在两分接头桥接时，由于分接 头间的电压降而产生并流过过渡阻抗的电流。14 .恢复电压-切换开关或选择开关的每套主通断触头组 或过渡触头组，在已切换电流之后，触头之间出现的工频电压。15 .固有分接位置数-在设计上，一个分接开关在半个循 环操作中，所有使用的最多分接位置数目。16 .工作分接位置数-变压器中的分接开关，在整个循环 操作中的分接位置数目。17 .限位开关-能防止分接开关发生超越任一端位的操作、但允许向相反方向操作的装置。18 .机械端位止动装置-能防止分接开关超越任一端位的 操作、但允许向相反方向操作的机械装置。-6有载分接开关技术性能参数（一）额定使用条件1 .有载分接开关的环境温度：见表8-4有载分接开关环温境度最低最高空气25 C40 C液体(油)25 C100 C表8-4有载分接开关的环境温度2 .电动机构的环境温度：最低温度25 C,最高温度40 C;3 .开关在变压器上安装与地面垂直度不超过2%。4 .开关在安装场所无严重尘埃，无爆炸性和腐蚀性气体。(二)额定值1 .额定通过电流和最大额定通过电流(1 )额定通过电流是指变压器在运行中通过分接开关流到 外部电路的能长期承载的负荷电流值，因分接位置不同，其对应的电流也不等，所以，一台分接开关可以有一组额定通过电流与 其对应的相关级电压组合。这组数据在产品使用说明书中一般不 给出。(2)最大额定通过电流是指有载分接开关设计能长期承载 并切换的最大允许的额定通过电流。显然额定通过电流w最大额定通过电流。它也是用于进行触头温升、负载切换试验和短路 试验的基准电流。该数据在产品使用说明书均给出。国产有载分接开关最大额定通过电流序列见表 8-5表8-5国产有载分接开关最大额定通过电流序列电压等级(kV)最大额定通过电流范围(A)备注10-3100 （125、160 ）、200、般简勿复合型开关5400采用35-1200、350、500、600一般M、V型开关采10用110-700、800、1000、1200、一般单相M、V型和2201500、1600、2400MD型开关采用2额定级电压和最大额定级电压(1)额定级电压是指 相对于每个额定通过电流， 接到变压器分接绕组两相邻分接头间最大允许的级电压。该数据在产品使用说明书中一般不给出。(2)最大额定级电压是指有载分接开关设计的额定级电压 的最大值，显然 额定级电压w最大额定级电压。该组数据在产 品使用说明书均给出。国产有载分接开关最大额定级电压序列见 表8-6表8-6国产有载分接开关最大额定级电压序列开关类型MD型M型V型简易复合型-35简易复合型-1010接15最大额定级电4OO33O占八、OO6OO3OO压（V）OO12接14占八、OO14接1O占八、OO3额定级容量额定级容量定义为额定通过电流与额定相关级电压的乘积。 显然它要小于最大额定级电压与最大额定通过电流的乘积。该项数据在产品使用说明书均已给出。当设备选型时，由于受额定级容量的限制， 当额定通过电流 用到最大值时，则最大额定级电压要比产品使用说明书中给出的 数值要小；或当额定级电压用到最大值时，则最大额定通过电流要比产品使用说明书中给出的数值要小。或当选配的变压器级电 压和通过电流都在分接开关最大额定级电压和最大额定通过电 流允许的范围内，还要核算级容量在产品允许的额定级容量范围 内。例如：现拟选用一台 M m350型分接开关，其设备的最大 额定通过电流为350A ,最大额定级电压为3300V ,额定级容量 为lOOOkVA。若配套的变压器额定通过电流已达到350A ,则最大额定级电压只能按lOOOkVA /350A =2860V来控制。或配套的变压器额定级电压已达到3300V，则最大额定通过电流只能按lOOOkVA /3300V =300A 来控制。若配套的变压器额定级电 压已达到3200V ,额定通过电流已达到 340A ,虽然都在产品允 许范围内，但3200V*340A=1088 kVA 大于额定级容量 lOOOkVA，则选用该台分接开关就不合适。特别是复合式分接开关，由于受结构上的限制，最大额定级 电压与额定级容量本身就较小。 另外，因同一型号的分接开关油 箱直径是相同的，随着调压级数的增多即油箱圆周上触头数量的 增多，最大额定级电压与额定级容量也在显著的减少。所以在选用复合式有载分接开关时， 尤其要注意核算最大通过电流、最大级电压、最大级容量是否超出产品允许的最大额定使用范围。4. 相数：有载分接开关本身结构相数，有单相（I） 、三相 （山）和特殊设计两相（H）;5. 设备额定电压和设备最高工作电压设备额定电压一般采用电力系统标称电压，我国采用的标称电压有：10、35、63、110、220kV。设备最高工作电压为设 备额定电压的1.15倍。该组数据在产品使用说明书部分厂家均 给出，部分厂家只给出设备最高工作电压。设备最高工作电压代表了有载分接开关的绝缘水平，它与变压器分接绕组绝缘水平的要求相同。6. 动、热稳定电流动、热稳定电流是指有载分接开关在发生短路后能承受的短 路电流能力。试验用的短路电流取值范围见表8-7表8-7动、热稳定试验短路电流取值范围最大额定通过电流(A)100及以下200300400级以上短路电流倍数2017.514.510动稳定电流用短路电流峰值表示，一般按2.5倍短路电流确定。热稳定电流一般用 2s短路电流有效值表示。该组数据在产 品使用说明书中各厂家均给出， 各厂家取值时一般均比规定的试 验短路电流要大，热稳定时间要长。即实际试验的条件比规定的 试验条件更严酷。7. 工作位置数工作位置数是指有载分接开关的调压级数， 该组数据在产品 使用说明书制造厂均以基本电路图的形式给出， 常见的国产有载 分接开关调压级数见表8-8表8-8常见的国产有载分接开关调压级数电路形式不带转换选择器正反调或粗细调M 、9、11、13、4、5、6、7、8、9、11、MD型15、1713、15 17( 8、10、12、土14 16)V型9、11、4、5、6、9、11、13、(138、10 12)简易复7、8、9、合型108额定频率：有载分接开关设计的交流频率；制造厂一般有50、60HZ两种，我国采用的均为 50HZ。（三）性能要求1. 触头温升运行中连续载流的各式触头通以1.2倍最大额定通过电流，温度上升率w 1K/h ,即认为达到稳定状态；用热电偶法测量触头 对周围环境介质的温升不超过表8-9中的规定值。表8-9有载分接开关的触头温升限值触头材料空气中（K）液体（油）中（K）裸铜3520表面镀银的铜/合金6520其它材料协 商20该组数据在产品使用说明书有些厂家温度给出的单位用K,有些厂家给出单位用C,表示温度差或温度间隔时1 C =1K。2. 过渡电阻器温升在1.5倍最大额定通过电流和相关额定级电压下连续操作半个循环，电阻器对周围介质的温升： 对于在空气环境中的有载分 接开关，不应超过 400K ;对于在油（液体）介质中的有载分接开 关，不应超过350K。3. 切换试验（1 ）工作负载试验：切换开关和选择开关触头，在最大额 定通过电流和相关额定级电压分接变换5万次应正常。（2）开断容量试验：在2倍的最大额定通过电流和相关额 定级电压分接变换40次应正常。4. 绝缘水平有载分接开关绝缘分为外绝缘 （主绝缘）和内绝缘（纵绝缘） 两种。（1）外绝缘外绝缘的耐受电压水平己经标准化， 且纳入GB和IEC标准。在单相和三相中性点 Y接（I类）分接开关上，外绝缘即为 对地绝缘。在中性点以外其他部位联接的（H类）三相分接开关 上，外绝缘为对地绝缘和相间绝缘，两者都由设备最高电压Um并对照相关的标准来决定，见表 8-10。表8-10分接开关的对地（或 2类相间）绝缘水平额定设备额定雷电冲击耐受电压1min工频额定电压最高（kV峰值）耐i寸操作冲等级工作电压全波（1.2截波弓艺击耐受(kV（kV有效/ 50 Q)（26冋电 压电 压)值）（kV有效(kV峰值）值）对地相间地对A相间对地相间10127575858533551517.101011114455555553540.202022228855000056672.323236361414555000011124848535320200600000015177575868632320*000555522259595105105393902000055750333611117130130515195003755000050551515516716768681175005005500注：雷电冲击试验和外施交流耐压试验符合GB311.1标准规定；操作冲击试验只适用于Um=245kV 及以上产品并符合GB1094.3 标准规定电试验只只适用于 Um=126kV 及以上产 品，并符合 GB311.3、GB1094.3和GB7354标准规定。带*标 志为IEC60214.1推荐值。（2）内绝缘分接开关的内绝缘是指分接开关的内部：即a同相的细调分接绕组始末端，当带粗调时细组末端与粗调分接绕组末端之 间；b-细调分接调分接间；C2-粗调分接绕组始；d 同相粗调 分接绕组始末端之间；a0 在工接与预选间的的绝缘水平。对于分接开关的内绝缘水平，按绝缘距离上所呈现冲击电压 负荷，根据使用频次和概综合考虑配合要求，通常把分接开关内水平划分为A、B、C、D、DE 5个绝缘等级，即可经济地满足 整个不同型号的有载分接开关有着不同内部绝缘水平，其内部绝缘水平的数据见各自产品使用说明书。分接开关的内绝缘水平由变压器制造厂设计者负责逐点进行校核把关。选用分接开关时，对于全绝缘变压器，其分接开关的绝缘水 平应与其配套的变压器相同即可。 中性点以外调压时，仍需与变 压器绝缘水平相同。5. 机械寿命和电气寿命有关标准要求有载分接开关机械寿命大于 50万次，电气寿 命大于5万次。目前国产DM型、M型、V型有载分接开关机 械寿命可达到80万次以上，电气寿命大于 20万次以上。该组 数据在产品使用说明书制造厂均给出。6. 工作压力工作压力指有载分接开关设计油室正常情况下能承受的最 大工作压力，该组数据在产品使用说明书制造厂均给出。国产有载分接开关一般工作压力设计为3X104 Pa。有些厂家给出单位用MPa，其换算关系为1MPa=10 6Pa。7. 爆破盖超压保护压力爆破盖超压保护压力指切换开关和选择开关的油室内当压 力达到超压保护压力时的动作值， 该数据在产品使用说明书有些 厂家给出，有些厂家未给出。而且各厂家给出的数据差异较大， 见表8-11表8-11爆破盖超压保护压力厂家贵州遵义吴江远洋上海华明西安鹏远上海赛力爆破压400-500200K300 20 %200-300400-500力KPaPaKPaKPaKPa为了确保分接开关内部故障时的压力升高不至于导致分接开关的油箱损坏，建议该数据取小一些按200-300 KPa为宜。部分产品采用的是压力释放阀（也称压力继电器） ，其产品 使用说明书厂家给出的为开启压力和关闭压力。 一般开启压力为 8.5 X104 Pa,关闭压力为4.55 X104 Pa.。个别一些产品给出的开 启压力为3.5 X104 Pa偏小，应不宜小于 6 X104 Pa的试验压力。8. 气体继电器及整定油速大部分厂家推荐使用的气体继电器型号为：QJ4G-25,推荐整定的油流速度为1.0-1.2m/s 10%。个别厂家推荐整定的油流 速度为 1.2m/s 10%。10.密封性能切换开关和选择开关的油室应能耐受住6 X104 Pa的压力及真空度试验.o