本发明专利技术提出了一种快速机械开关及可控自恢复消能装置，涉及高压电力设备领域。一种快速机械开关包括驱动机构和供能变压器，所述供能变压器设置于所述驱动机构的下方并与所述驱动机构电连接；所述驱动机构包括电磁斥力装置，所述电磁斥力装置包括分闸线圈、合闸线圈和斥力盘，所述斥力盘通过所述分闸线圈和合闸线圈的通断电进行移动，所述斥力盘上连接有驱动杆，所述斥力盘与所述驱动杆带动真空灭弧室的触头运动，实现快速触发开关的合分闸动作；其具有很短的合闸时间（几ms），并具有较大的短时峰值电流承受能力，同时能在额定电压下长期可靠地保证绝缘性能。此外本发明专利技术还提出一种可控自恢复消能装置，其能够被用于换流阀的过电压保护。压保护。压保护。
【技术实现步骤摘要】
一种快速机械开关及可控自恢复消能装置
[0001]本专利技术涉及高压电力设备
，具体而言，涉及一种快速机械开关及可控自恢复消能装置。
技术介绍
[0002]电网系统大功率方式下发生双极直流故障(双极换相失败、双极闭锁、双极线路重启动)，直流功率中断期间交流系统和交流滤波器发出大量过剩无功，在换流站造成超过系统控制水平的暂态过电压，是约束直流功率的主要问题。可控自恢复消能装置安装于换流站交流母线之间，可有效解决上述电网系统过电压问题。
[0003]然而，可控自恢复消能装置中的机械开关的额定电压为几十kV以上，又要求具有很短的合闸时间，传统机械开关驱动机构难以达到毫秒级动作时间；此外，如此短的合闸时间也导致快速触发开关的断口开距不可能太大，传统机械开关采用真空断口，虽然真空断口具有较高的耐压水平，但单个真空断口难以长期可靠地满足几十kV以上的额定电压；同时，由于开关的对地工频电压上百kV，如果其操动机构和控制系统放置于地电位，势必要求开关采用很长的绝缘拉杆来满足对地绝缘，但绝缘拉杆的重量必然会大大降低开关的合闸速度。
[0004]因而传统机械开关难以满足可控自恢复消能装置中的机械开关要求，需要设计一种新型快速机械开关。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种快速机械开关，其具有很短的合闸时间（几ms），并具有较大的短时峰值电流承受能力，同时能在额定电压下长期可靠地保证绝缘性能。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供一种可控自恢复消能装置，其能够被用于换流阀的过电压保护。
[0007]本专利技术的实施例是这样实现的：第一方面，本申请实施例提供一种快速机械开关，其包括驱动机构和供能变压器，所述供能变压器设置于所述驱动机构的下方并与所述驱动机构电连接；所述驱动机构包括电磁斥力装置，所述电磁斥力装置包括分闸线圈、合闸线圈和斥力盘，所述斥力盘通过所述分闸线圈和合闸线圈的通断电进行移动，所述斥力盘上连接有驱动杆，所述斥力盘与所述驱动杆带动真空灭弧室的触头运动，实现快速触发开关的合分闸动作。
[0008]由于开关的对地工频电压上百kV，如果其驱动机构和控制系统（电网系统中用于控制的系统）放置于地电位，势必要求开关采用很长的绝缘拉杆来满足对地绝缘，但绝缘拉杆的重量必然会大大降低开关的合闸速度，因此快速机械开关取消了绝缘拉杆结构，将整个开关（包括驱动机构和控制系统）整体放置于高电位，并采用供能变压器解决高电位平台开关控制装置与储能装置的供电问题。
[0009]通过预充电的储能电容向固定线圈（分闸线圈、合闸线圈）放电产生脉冲电流，脉
冲电流在固定线圈（分闸线圈、合闸线圈）周围产生交变磁场，从而使斥力盘（金属材料制成）产生感应涡流。由于感应涡流与固定线圈电流方向相反，斥力盘与线圈间产生电磁斥力。在电磁斥力的作用下，斥力盘与驱动杆带动真空灭弧室的触头运动，实现快速触发开关的合分闸动作。
[0010]在本专利技术的一些实施例中，上述驱动机构上设置有真空断口，所述真空断口采用环氧固封进行外绝缘。
[0011]在本专利技术的一些实施例中，上述驱动机构设置有多个，多个所述真空断口串联，多个所述驱动机构同时动作。
[0012]在本专利技术的一些实施例中，每个所述真空断口均连接有均压电容。
[0013]在本专利技术的一些实施例中，上述驱动机构还包括双稳态保持装置，所述双稳态保持装置包括传动杆和支座，所述支座内设置有活塞和保持弹簧，所述传动杆的一端与所述活塞铰接，所述传动杆的另一端与所述驱动杆固定连接。
[0014]在本专利技术的一些实施例中，上述驱动机构还包括第一缓冲装置和第二缓冲装置，所述第一缓冲装置和第二缓冲装置分别设置在所述电磁斥力装置的上下两端。
[0015]在本专利技术的一些实施例中，上述第一缓冲装置和第二缓冲装置均为液压缓冲器。
[0016]在本专利技术的一些实施例中，上述传动杆与所述第一缓冲装置通过链接杆抵接。
[0017]在本专利技术的一些实施例中，上述驱动机构周侧连接有均压环。
[0018]第二方面，本申请实施例提供一种可控自恢复消能装置，其包括上述一种快速机械开关。
[0019]可控自恢复消能装置，是一种能够有效解决电力新能源大规模入网造成的电网扰动问题的新型装置，主要由避雷器、触发开关、供能变压器、光学电流互感器和控制保护系统等多个部分组成。输电过程中，一旦电网电压出现波动，该装置自动开启电网消能保护模式，可为新能源高效并网与消纳提供安全保障。
[0020]相对于现有技术，本专利技术的实施例至少具有如下优点或有益效果：（1）快速驱动：可控自恢复消能装置需在几ms时间内将避雷器旁路，这就要求快速机械开关在几ms内快速运动到合闸位置，采用可快速响应动作的电磁斥力装置，具有驱动力强、驱动速度快等特点；由于开关的对地工频电压上百kV，如果其驱动机构和控制系统（电网系统中用于控制的系统）放置于地电位，势必要求开关采用很长的绝缘拉杆来满足对地绝缘，但绝缘拉杆的重量必然会大大降低开关的合闸速度，因此快速机械开关取消了绝缘拉杆结构，将整个开关（包括驱动机构和控制系统）整体放置于高电位，并采用供能变压器解决高电位平台开关控制装置与储能装置的供电问题。
[0021]（2）多断口串联均压：由于可控自恢复消能装置要求快速机械开关在几ms内完成合闸操作，同时需耐受所要求的额定短时工频电压，雷电冲击电压和操作冲击电压，因此快速机械开关采用多断口串联实现。由于快速机械开关的真空断口间、阀塔层间都存在杂散电容，快速机械开关两端所承受的稳态和暂态电压会由断口间的杂散电容进行分配，导致断口间动态电压分配不均匀。因此在每个断口并联了均压电容，可有效减少杂散电容的影响，保证各台开关断口稳态和暂态电压的均衡。
[0022]（3）缓冲性能：快速机械开关在几ms内高速运动到合闸位置，瞬时速度大于5m/s，
远远高于传统的机械开关，因此必须具有良好的缓冲性能。本专利技术通过第一缓冲装置和第二缓冲装置，能在达到合闸位置前快速缓冲，降低触头运动速度，减少开关合闸弹跳和避免机械损坏。
[0023]（4）整体均压：快速机械开关周围连接均压环，保证整体装置电压均匀。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0025]图1为本专利技术实施例1的结构示意图；图2为驱动机构的结构示意图；图3为双稳态保持装置的内部结构示意图。
[0026]图标：1、供能变压器；2、分闸线圈；3、合闸线圈；4、斥力盘；5、驱动杆；6、真空断口；7、固封极柱；8、均压电容；9、双稳态保持装置；10、传动杆；11、支座；12、第一缓冲装置；13、第二缓冲装置；14、链接杆；15、均压环；16、驱动机构；17、保持弹簧；18、活塞本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种快速机械开关，其特征在于，包括驱动机构和供能变压器，所述供能变压器设置于所述驱动机构的下方并与所述驱动机构电连接；所述驱动机构包括电磁斥力装置，所述电磁斥力装置包括分闸线圈、合闸线圈和斥力盘，所述斥力盘通过所述分闸线圈和合闸线圈的通断电进行移动，所述斥力盘上连接有驱动杆，所述斥力盘与所述驱动杆带动真空灭弧室的触头运动，实现快速触发开关的合分闸动作。2.根据权利要求1所述的一种快速机械开关，其特征在于，所述驱动机构上设置有真空断口，所述真空断口采用环氧固封进行外绝缘。3.根据权利要求2所述的一种快速机械开关，其特征在于，所述驱动机构设置有多个，多个所述真空断口串联，多个所述驱动机构同时动作。4.根据权利要求3所述的一种快速机械开关，其特征在于，每个所述真空断口均并联有均压电容。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的一种快速机械开关...
【专利技术属性】
技术研发人员：方春恩，李伟，张刘庆，陈军平，张勇，李涛，
申请(专利权)人：成都法瑞克电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。