有载分接开关用户培训教材 一. 概述 1． 调压手段 电压质量指标定义： %100×−=ΔNNUUUU ； 电压质量指标规定： ，超标要求调压 %5±调压手段：改变电源电压或电压损耗 1） 改变电源电压 ①发电机调压：调节励磁电流，调压范围仅为 5％，适用于单一发电机电网； ②变压器调压 ：改变分接位置，调节电压比； 无载调压——停电调节分接位置，采用无励磁分接开关（简写 OCTC）； 有载调压——带负载调节分接位置，采用有载分接开关（简写 OLTC）； 变压器调压一般在高压侧采用 OLTC 调压， 中压侧或低压侧采用 OCTC 调压； 2） 改变电压损耗 ① 变更电力网参数：改变线路电阻 R（截面）和线路阻抗XC或 XL（串联电容器或电抗器）来实现 调相机 负载高峰—→过激磁运行—→发出 Q—→U ↑ 负载低谷—→欠激磁运行—→吸收 Q—→U ↓ ② 调节无功补偿：无功 ，起着 的作用，调压手段有调相机或投切电容器组 ↑↓Q ↑↓U电容器组 投入—→发出 Q—→U ↑ 切除—→减少 Q—→U ↓ 调压新动态：先调节 Q—→仍达不到调压要求—→再调 OLTC 的综合治理。
2． OLTC 用途 1）调压——U 达恒定，提高供电质量； 2）联网、调节负荷潮流——采用 OLTC 实现联网，改变分接位置调节 Q（无功）与 P（有功）的负荷； 3）挖掘设备 Q 与 P 的出力——CXUQ2= ，调出 U↑—→ Q ；P ＝UI ，I ＝恒定值（温升限制），调出 U↑—→P （有功）↑； ↑↑4）工业变带负载调I、U或P，提高产品质量和产量，节约用电； 5）特殊场合调压要求（如剧场灯光调节）； 3. 定义与分类 1）定义（参照GB2900.15和GB10230术语） ①“器”与“开关”的概念区别 a. “器”：能载流、不能通断的装置，特征是“无电弧”产生； b. “开关”：能载流和通断的装置，特征是“有电弧”产生； 注意：分接选择器与选择开关的概念不能混为一谈 ②“触头”概念区别 a. 主触头——长期载流触头，不用于通断负载； b. 联结触头——也是长期载流触头，不用于通断负载，起电路连接之用； c. 主通断触头——直接与变压器连通、不带过渡阻抗，可通断负载的触头； d. 过渡触头——带过渡阻抗与变压器连通、可通断负载的触头； ③分接变换术语 a. 分接变换——从一个分接开始到完全转移到相邻另一分接的全部过程； b. 操作循环——OLTC 从一个端部变换到另一端部位置，再回到开始位置的动作。
例如 级， 1 19操作算为一个操作循环，即完成19级动作； 9±④技术参数术语 a．额定通过电流：按变压器参数计算NNNUPI3= ，在最大负分接位置下，%)1(3 xUPINNNm−= （式中X为调压范围）； a. 最大额定通过电流［IN］： OLTC的技术参数，用于温升、短路和切换试验的负载电流； b. 额定级电压US：变压器分接绕组相邻分接间的电压（相） ； d．最大额定级电压［ USm］：OLTC技术参数，用于切换试验与绝缘试验的参数； e. 额定级容量［PSN］：级容量定义为级电压与负载电流的乘积，即PS＝US·I ； ［PSN］是 OLTC在连续工作条件下最大级容量它被US和I 所界定，表示成一范围曲线，见图1在此界定曲线内负载是OLTC 的额定值； f. 额定频率 :OLTC 设计的 AC 频率； g. 相数： OLTC 本身结构相数，有Ⅰ相、Ⅲ相和特殊设计Ⅱ相； h. 额定绝缘水平：主绝缘和纵绝缘它取决于额定电压级次、调压部位（线端、中部或中性点调压）、连接方式（Y 或 D 接）和调压方式（线性调、正反调或粗细调）等所决定，即 OLTC 绝缘 水平与变压器分接绕组绝缘水平的要求相同； 图 1 Us 与I 的相互关系 主绝缘（对地绝缘）： 26.25.2min50HZ,150/2.1～＝电压值电压值us, 主要由 50Hz，1min 试验电压决定。
纵绝缘（内部绝缘）： 203min150HZ50/2.1～＝电压值，电压值us，由 1.2／50us 试验电压决定 2) 分类 ① 结构方式分：复合式（F）和组合式（Z）两类，CV型属F类，CM型属Z类； ② 过渡阻抗分：电抗（感）式和电阻式两类； ③ 切换介质分：液（油）浸式、空气式（干变）、SF 6气体式三类； ④ 相数分：Ⅲ相、Ⅰ相及特殊设计Ⅱ相； ⑤ 连接方式分：Y 或 D 接两种； ⑥ 调压部位：线端调、中部调和中性点调三种； ⑦ 调压电路分：线性调、正反调或粗细调三种； ⑧ 安装方式分：体内与分开安装、套管与埋入安装、顶部引入传动与中部引入传动、箱顶式（连箱盖）与钟罩式等安装方式； ⑨ 灭弧方式分：自由开断、强制熄弧、真空熄弧及 SF6熄弧等； ⑩ 触点方式分：有触点与无触点之分； 4．标准的沿革 20世纪 50~60 年代，随着电力系统的发展，OLTC需求量大增因此,迫切要求统一 OLTC 规格和性能指标,IEC 着手 OLTC 标准的制定OLTC 标准沿革的比较见表1所示 标准修订的主要变化 序 标准沿革 性能参数 结构要求 1 IEC214-1966 机械寿命 20 万次、电气寿命2万次 ； —— 2 IEC214-1976 机械寿命 20 万次、电气寿命2万次 ； 增OLTC和电动机构两章节的结构技术要求 3 IEC214-1989 寿命指标重大修改：机械寿命50 万次、电气寿命 5 万次 ；进一步完善OLTC和电动机构两章节的结构技术要求 4 IEC60214-1-2003 增无励磁分接开关性能参数及结构要求、 增电抗式 OLTC 技术规范，修改局部放电量和密封试验的要求及测试方法等。
其余内容与 IEC214-1989 内容基本一致 有载分接开关用户培训教材(二 ) 二．OLTC 工作原理 OLTC工作原理由 过渡电路、选择电路和调压电路三部分工作原理所组成 1. 过渡电路（对应机构：切换开关或选择开关） 过渡电路是跨接于分接间串接电阻的电路 工作原理：“架”“拆”分接间电阻“桥”（图 2），允许几步跳跃式过渡替代圆滑式过渡，结构大为简化 图 2. 过渡电路的工作原理图 1）单电阻过渡（图 3） 单电阻过渡特点： ① 过渡电路单臂接法非对称性； ② 输出电压两次变化，其矢量图见图 4，像一面尖旗，故称非对称尖旗循环； ③ 负荷方向变化使主通断触头切换容量增加四倍，联络变应用时注意； ④ COSФ=0时，主通断触头切换任务最重； ⑤ 与其他过渡电路相比，触头切换任务轻，电气寿命长； 图 3 单电阻过渡电路 图 4 单电阻过渡矢量图 2）双电阻过渡（图5：CV 型 OLTC 过渡电路或图6：CM 型 OLTC 过渡电路） 触头变化程序有“1 －2－1” 程序与“2 －3－2” 程序两种，比较见表 1 图5 CV 型 OLTC 过渡电路 图6 CM 型 OLTC 过渡电路 表 1. 不同触头变换程序性能比较 序 项目 1－2 － 1 程序 2－3 － 2 程序 1 过渡电路 对称，双臂接过渡电阻，四个触头 对称，双臂接过渡电阻，四个触头2 输出电压变 化 四步，矢量图外观象一面旗（图 7），故称旗循环 两步，矢量图外观象一面尖旗（图8），故称对称尖旗循环 3 COSФ影响 COSФ=1，过渡触头切换任务重 COSФ=1，主通断触头切换任务重 4 安全性 主通断触头切换任务轻，安全性好 主通断触头切换任务重，安全性差图 7 双电阻过渡旗循环矢量图 图 8 双电阻过渡对称尖旗循环矢量图 从表 1 看出，“ －2－1”程序优于“2－3－2 ”程序。
因此，CV 型与 CM 型 OLTC 均采用“1－2－1”程序 双电阻式结构简单，经济性好，适用中小容量 OLTC 2）四电阻过渡（图 9） 四电阻过渡采用触头变换程序“2－3－2” 工作特点： ①过渡电路是对称的，触头数目为六个，过渡电阻数目为四个（R1与R2）； 图 9 四电阻过渡 ②输出电压变化六步，矢量图外观像一面大旗（图 10），视为 旗循环的延伸； ③触头切换容量比双电阻过渡低 ,利于提高切换容量和延长触头寿命（1.5 倍）； ④四电阻式触头恢复电压低，熄弧可靠，适用级电压高； ⑤四电阻式结构复杂、所需电热较多、占位大、成本较高，仅适用大容量 OLTC； 3）双断口应用 图 10 四电阻过渡旗循环矢量图 双断口按电路分为串联与并联两种； ①串联双断口（图 11） 特点：每个断口恢复电压为单断口的一半；适用：US↑，如 R型OLTC； ②并联双断口（图 12） 特点：提高IN↑，它按过渡电阻与过渡触头连接方式分为无分流和有分流两种（如CM 型OLTC ）： 无电阻分流连接方式：IN2，调压范围［UW ］时，必须采用减少气体形成办法。
2) 减少触头 W 形成气体方法 a. 电位电阻恒定联结方式（图 2）； b. 电位电阻借助电位开关的联结方式（图 22）； CV 型 OLTC 唯一可采用电位电阻恒定联结方式； CM 型 OLTC 两种方式均可选择采用； 图 21 电位电阻恒定联结方式 图 22 电位电阻借助电位开关的联结方式 5．级间过电压保护措施 保护措施：火花间隙或压敏电阻，见图 23； 图 24 级间过电压保护措施 （a ）火花间隙 SF （b ）压敏电阻 SWA 图 23 级间绝缘距离上的过电压负荷 火花间隙适用于偶尔或很少过电压动作场合； 压敏电阻适用于过电压动作频繁的场合； 级间过电压保护中，借用过渡电阻限制工频续流，同时起阻尼作用 ，防止 振荡的产生； 火花间隙放电特性见图 25 和图 26； 压敏电阻反应敏捷，具有更大优越性； 碳化硅（SiC ）与 ZnO 特性（图 27）比较，ZnO 残压低，具有更好的保护性能 ； M 型 OLTC 采用火花间隙、 R 型 OLTC 采用 ZnO 压敏电阻作为级间过电压保护装置； 图 25 火花间隙工频电压试验放电特性 图 26 火花间隙冲击电压试验放电特性 图 27 碳化硅（SiC ）与 ZnO 特性（图 27）比较 有载分接开关用户培训教材(三 ) 三 结构 --快速机构 --切换机构 --切换开关-------- 过渡电阻器 --油 室 --级进传动机构 组合式 OLTC-----分接选择器----- 触头系统 --转换选择器 --齿轮传动机构 --电动机构------- 位置控制及指示机构 --伞齿轮与传动轴 简易型复合式 OLTC, 切换与选择功能合一 , 构成选择开关。
它分为简易型和分型两种 分开型复合式 OLTC,电动机构与选择开关分开，通过伞齿轮与传动轴传动，如 CV 型 1. 过渡电阻器 1) 过渡电阻器功能与特点 （1）过渡电阻器功能 a. 跨接相邻两分接, 起过渡电路用； b．限制桥接循环电流，避免级间短路； C 充当并联双断口过渡触头平衡电阻（强制分流）； d. 合理匹配时提高触头切任务,延长触头寿命； e. 充当级间过电压保护(SF 或 ZnO)衰减电阻,改善级间绝缘性能,缩小径向尺寸； （2）过渡电阻器特点 过渡电阻的工作特点是限值小，承载电流大和短时断续工作； 2）料料与结构布置方式 （ 1）材料：金属电阻，具有高的电阻系数，允许温升高，易加工绕制和价格低廉的特点 常用电阻材料： 铜镍合金：康铜，ρ↑，θ max↓，L↑，价廉； 镍铬合金：Ni 80Cr20，ρ↑，θ max↑，含Cr。