一种基于磁耦合模块限流转移的直流断路器制造技术

一种基于磁耦合模块限流转移的直流断路器由第一线端A1、主电流支路、磁耦合模块、限压支路、在线监测系统和第二线端A2组成，主电流支路由开关HSS和二极管D串联组成，主电流支路直接相连第二线端A2，限压支路并联在主电流支路两端，磁耦合模块直接连接第一线端A1，耦合电感包括直接连接第一线端A1和开关HSS的一次侧和相对于一次侧的二次侧，第一晶闸管T1和电容C连接二次侧，第二晶闸管T2一端连接于二次侧和电容C之间，另一端连接于一次侧和开关HSS之间，电感L一端连接于第一晶闸管T1和电容C之间，另一端连接于主电流支路和第二线端A2之间。间。间。

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁耦合模块限流转移的直流断路器


[0001]本专利技术涉及直流断路器
，特别是一种基于磁耦合模块限流转移的直流断路器，其通过磁耦合模块对短路电流进行限流与转移。

技术介绍

[0002]直流配电网在国民生产生活的各个领域都得到了广泛应用，而采用性能优良、开断速度快的直流断路器对系统安全可靠运行至关重要。基于电力电子器件的固态断路器全电流范围开断速度快，可靠性高，但由于大功率电力电子器件串联在额定通流回路中，通态损耗大，且造价相对较高，难以实现工业大规模应用；传统的机械式断路器额定通流损耗低，开断能力强，但小电流开断时间长，且断口绝缘恢复差。针对上述两种开断方案的不足，提出了一种基于磁耦合限流转移功能的断路器方案，具有开断速度快，断口绝缘恢复好、可靠性高等优势，能够满足目前直流配电网安全、可靠、经济的要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于磁耦合模块限流转移的直流断路器，通过控制高速机械开关动作，然后按照特定时序触发磁耦合模块中晶闸管导通实现限流与转移，最终在过零点处完成分断。
[0004]具体的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种基于磁耦合模块限流转移的直流断路器由第一线端A1、主电流支路、磁耦合模块、限压支路、在线监测系统和第二线端A2组成，所述主电流支路由开关HSS和二极管D串联组成，主电流支路直接相连第二线端A2，限压支路并联在所述主电流支路两端，磁耦合模块直接连接第一线端A1，所述磁耦合模块包括耦合电感CI、第一晶闸管T1、第二晶闸管T2、电感L与电容C，耦合电感包括直接连接第一线端A1和开关HSS的一次侧和相对于所述一次侧的二次侧，第一晶闸管T1和电容C连接所述二次侧，第二晶闸管T2一端连接于所述二次侧和电容C之间，另一端连接于所述一次侧和所述开关HSS之间，电感L一端连接于所述第一晶闸管T1和电容C之间，另一端连接于所述主电流支路和第二线端A2之间，所述在线监测系统测量流经所述一次侧电流以及电流方向、流经所述主电流支路的电流、所述开关HSS两端的电压和所述开关HSS的开关位移。
[0006]所述的直流断路器中，系统正常通流状态下，系统电流从所述一次侧与主电流支路流过，开关承受额定通流；当关断短路电流时，首先向开关HSS发出分闸动作指令，开关HSS动作，然后触发第一晶闸管T1导通，一次侧被限流的同时向二次侧的电容C充电，同时触发第二晶闸管T2导通，电容C通过电感L向主电流支路释放反向电流，最终实现开关HSS中电流过零，二极管D截止。
[0007]所述的直流断路器中，所述在线监测系统包括用于测量系统电流状态的电流传感器、用于测量主支路电流状态的电流传感器G1，用于测量开关断口电压的电压传感器Vhss、用于测量开关运动状态的位移传感器P1以及相应信号调理电路的A/D转换模块、通信模块。
[0008]所述的直流断路器中，所述开关包括高速机械开关或真空开关。
[0009]所述的直流断路器中，所述高速机械开关为基于电磁斥力的高速机械开关、基于高速电机驱动的机械开关或基于爆炸驱动的高速机械开关。
[0010]所述的直流断路器中，限压支路包括避雷器MOV。
[0011]所述的直流断路器中，所述避雷器MOV包括金属氧化物避雷器或可卸式避雷器。
[0012]所述的直流断路器中，所述金属氧化物避雷器包括以下器件的单个或者组合：线路型金属氧化物避雷器、无间隙线路型金属氧化物避雷器、全绝缘复合外套金属氧化物避雷器。
[0013]所述的直流断路器中，直流断路器还设有控制系统，其包括人机交互模块、电流滤波处理模块、主回路电流di/dt计算模块和第二通信模块。
[0014]直流断路器具有电流转移速度快，开断能力强、断口恢复特性好等特点。
附图说明
[0015]说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本公开的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。
[0016]图1是直流断路器结构图；
[0017]图2(a)至图2(d)是直流断路器开断短路电流时的工作示意图。
具体实施方式
[0018]下面将参照附图1至图2(d)更详细地描述本公开的具体实施例。虽然附图中显示了本公开的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0019]需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本公开的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本公开的范围。本公开的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
[0020]为便于对本公开实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本公开实施例的限定。
[0021]如图1至图2(d)所示，所述的断路器的一个实施例中，一种基于磁耦合模块限流转移的直流断路器，由第一线端A1、主电流支路、磁耦合模块、限压支路、在线监测系统和第二线端A2组成，所述主电流支路由开关HSS和二极管D串联组成，主电流支路直接相连第二线端A2，限压支路并联在所述主电流支路两端，磁耦合模块直接连接第一线端A1，所述磁耦合模块包括耦合电感CI、第一晶闸管T1、第二晶闸管T2、电感L与电容C，耦合电感包括直接连
接第一线端A1和开关HSS的一次侧和相对于所述一次侧的二次侧，第一晶闸管T1和电容C连接所述二次侧，第二晶闸管T2一端连接于所述二次侧和电容C之间，另一端连接于所述一次侧和所述开关HSS之间，电感L一端连接于所述第一晶闸管T1和电容C之间，另一端连接于所述主电流支路和第二线端A2之间，所述在线监测系统测量流经所述一次侧电流以及电流方向、流经所述主电流支路的电流、所述开关HSS两端的电压和所述开关HSS的开关位移。
[0022]所述的直流断路器优选实施例中，系统正常通流状态下，系统电流从所述一次侧与主电流支路流过，开关承受额定通流；当关断短路电流时，首先向开关HSS发出分闸动作指令，开关HSS动作，然后触发第一晶闸管T1导通，一次侧被限流的同时向二次侧的电容C充电，同时触发第二晶闸管T2导通，电容C通过电感L向主电流支路释放反向电流，最终实现开关HSS中电流过零，二极管D截止。
[0023]所述的直流断路器优选实施例中，所述在线监测系统包括用于测量系统电流状态的电流传感器、用于测量主支路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于磁耦合模块限流转移的直流断路器，其由第一线端A1、主电流支路、磁耦合模块、限压支路、在线监测系统和第二线端A2组成，其特征在于：所述主电流支路由开关HSS和二极管D串联组成，主电流支路直接相连第二线端A2，限压支路并联在所述主电流支路两端，磁耦合模块直接连接第一线端A1，所述磁耦合模块包括耦合电感CI、第一晶闸管T1、第二晶闸管T2、电感L与电容C，耦合电感包括直接连接第一线端A1和开关HSS的一次侧和相对于所述一次侧的二次侧，第一晶闸管T1和电容C连接所述二次侧，第二晶闸管T2一端连接于所述二次侧和电容C之间，另一端连接于所述一次侧和所述开关HSS之间，电感L一端连接于所述第一晶闸管T1和电容C之间，另一端连接于所述主电流支路和第二线端A2之间，所述在线监测系统测量流经所述一次侧电流以及电流方向、流经所述主电流支路的电流、所述开关HSS两端的电压和所述开关HSS的开关位移。2.根据权利要求1所述的直流断路器，其特征在于：优选的，系统正常通流状态下，系统电流从所述一次侧与主电流支路流过，开关承受额定通流；当关断短路电流时，首先向开关HSS发出分闸动作指令，开关HSS动作，然后触发第一晶闸管T1导通，一次侧被限流的同时向二次侧的电容C充电，同时触发第二晶闸管T2导通，电容C通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟屹霖，闫丽婷，段星辉，康琼，刘爱强，荣命哲，吴翊，吴益飞，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司超高压变电分公司，
类型：发明
国别省市：