有載調壓是變壓器在帶負荷運行時能通過轉換分接頭檔位而改變電壓的一種調壓方式。電力電子元件開關具有可頻繁通斷、無電火花、壽命長的優點，因此可作為配電變壓器的有載調壓分接開關。傳統的電力電子開關觸發電路存在電氣隔離問題，將光纖通信技術套用於中高壓觸發控制系統可有效解決高低壓電氣隔離問題。
基本介紹
- 中文名：有載調壓
- 外文名：On-load voltage regulating
- 類別：電氣設備
- 用處：變成頻率相同電壓設備
- 特點：帶負荷調壓
- 學科：電力工程
簡介,光纖觸發啟動方案,其他,總結,
簡介
電力電子元件開關具有可頻繁通斷、無電火花、壽命長的優點，因此可作為配電變壓器的有載調壓分接開關。傳統的電力電子開關觸發電路存在電氣隔離問題，將光纖通信技術套用於中高壓觸發控制系統可有效解決高低壓電氣隔離問題。
無觸點有載自動調壓配電變壓器分接開關晶閘管（SCR）的通斷由控制系統控制，而控制系統正常工作需配電變壓器提供電源。上電前，變壓器不輸出電壓，故必須設計一個啟動電路，使得變壓器在上電前或上電過程中高壓側中性點與1組分接頭連在一起，變壓器投入工作。變壓器上電運行低壓側輸出電壓，控制系統投入工作後，啟動電路自動退出。採用蓄電池啟動方式，具有電路簡單、易實現的優點，但當變壓器出廠或停電超過8h後，蓄電池啟動方案可靠性較低。利用獨立支路交流接觸器的常閉觸點在變壓器上電前將中性點與其中1組分接頭連在一起的啟動方式，原理簡單，但交流接觸器的線圈接在變壓器低壓側，觸點接在高壓側，其耐壓無法滿足高低壓電氣隔離的要求，同時上電勵磁涌流易損壞觸點，導致啟動不可靠。
光纖觸發啟動方案
1.啟動總體方案
光纖觸發啟動總體方案結構主要包括光纖傳輸電路、觸發電路和高壓取能供電電路3個部分。
上電前，變壓器低壓側無電壓，控制系統不工作，光纖中沒有光信號傳輸。觸發電路在TRIAC兩端電壓的作用下發出觸發信號，TRIAC導通，變壓器高壓側A、B和C三相繞組中性點連在一起，變壓器投入工作。有載調壓控制系統正常工作後，通過光纖發出使啟動功能退出的控制信號，TRIAC截止，啟動電路退出工作。
2.光纖傳輸電路
採用HFBR-1521和HFBR-2521分別作為光信號的傳送器和接收器，它們都有標準的接口，便於選擇配套光纖。進行實驗室模擬試驗時，光纖傳送器採用電源模組供電，光纖接收器採用耦合取能電源供電。
3.啟動電路
反並聯晶閘管光纖觸發電路實現功能為：得到光信號，反並聯晶閘管導通；失去光信號，反並聯晶閘管截止。在該電路的基礎上，選用TRIAC作為啟動電路的控制開關進行TRIAC光纖啟動電路的設計。
由於穩壓晶片L7805功耗大，不易得到所需+5V直流電源，故可用穩壓管替代。三極體所接直流電源不是恆值，導致其工作狀態不易控制，故用穩壓管得到的+12V替代。而所需啟動電路實現的功能恰好與觸發電路相反，故增設1個三極體。最終得到的啟動電路包括觸發電路、耦合取能電路兩部分。
為保證可靠性，選取額定電壓1600V的TRIAC。由於小型晶閘管耐受電壓為800V，考慮電路的安全裕度，採用晶閘管串聯的方式提高電路耐壓能力。
啟動電路作為過渡支路與額定分接開關並聯，當負載感性成分較大時，額定分接開關兩端電壓幅值與流過電流的幅值。若採用過零觸發方式，當額定分接開關電流過零截止時，此時加在過渡支路兩端的電壓有可能超出過零觸發電壓範圍，導致其不能可靠觸發導通。因此，本設計採用隨機觸發方式，以保證過渡支路的可靠觸發導通。
要使光纖接收器正常工作，需要解決+5 V 直流電源問題，本設計採用高壓自取能方式。根據TRIAC周期性導通與截止的特點，利用短暫截止時加在其兩端的交流電壓作為直流電源的獲取通道。
4.工作過程
觸發電路正常工作包括上電觸發導通和光纖觸發截止2個過程。
其他
二次感應電動勢的高低與一二次繞組匝數的多少有關，即電壓大小與匝數成正比。主要作用是傳輸電能，因此，額定容量是它的主要參數。額定容量是一個表現功率的慣用值，它是表征傳輸電能的大小，以kVA或MVA表示，當對變壓器施加額定電壓時，根據它來確定在規定條件下不超過溫升限值的額定電流。
總結
根據TRIAC觸發導通及截止條件，設計了一種配電變壓器光纖觸發啟動方案。該方案設計主要包括耦合取能及觸發電路兩部分，具有如下特點。
a. 通過光纖傳輸的光信號並採用隨機觸發方式控制TRIAC的通斷，在感性負載較大時保證TRIAC快速導通，同時使配電變壓器高壓側與低壓控制系統間具有良好的電氣隔離效果。
b. 將啟動支路與過渡支路相結合，簡化電路的同時又可有效抑制配電變壓器上電時的勵磁涌流。
c. 採用高壓耦合取能方式，利用功耗小的穩壓管從TRIAC 兩端獲取所需直流電源，便捷可靠。
d. 當分接頭之間電壓不同時， 電路拓撲結構不變。
經過實驗驗證，上電後TRIAC啟動機構可靠啟動，同時控制系統可以通過光纖信號控制啟動機構的工作狀態，實現其同時作為過渡支路的功能。在實際套用中，根據具體需要進行公式計算，合理選擇所需元件參數，方可實現該啟動機構的功能。
