电流转移式发电机断路器制造技术

公开了一种电流转移式发电机断路器，其包括主电流支路、限流转移支路与快速开关；所述主电流支路包括高速机械开关S1，高速机械开关S1断口两端和断路器出线端A1和出线端A2直接相连；限流转移支路两端并联在主电流支路两端，其中，转移电容C、电感L与真空灭弧室VS1串联后，再与限流电阻R并联；所述快速开关S2位于限流转移支路与主电流支路之间，所述真空灭弧室VS1中，所述动触头与拉杆相连和连接外部快速操动机构，一对触发极分别设于静触头中间和动触头中间，一对触发极分别与外壳外的接线端B3和接线端B4连接，触发极的前端设有触发针，触发针留有间隙作为触发脉冲的放电通道。触发针留有间隙作为触发脉冲的放电通道。触发针留有间隙作为触发脉冲的放电通道。

【技术实现步骤摘要】
电流转移式发电机断路器


[0001]本专利技术涉及断路器领域，特别是一种电流转移式发电机断路器。

技术介绍

[0002]在大型发电站中，发电机断路器是保障系统安全可靠运行的核心装备。在基于电容放电实现电流转移的断路器中，LC支路的控制开关一般使用晶闸管、真空触发间隙或球隙，当电流等级较高时，将面临开断容量不够、转移电流太大、大电流寿命不足以及与成本高等方面的限制，难以满足未来百万千瓦及以上发电机组的故障保护需求。针对上述开断方案的不足，本专利技术提出了一种采用高压触发快速导通真空灭弧室的电流转移式发电机断路器，提出利用具有高压触发导通功能的真空灭弧室替代断路器LC振荡支路中的晶闸管或者真空触发间隙，使断路器具有开断速度快、电流抑制能力强、开断容量大等优势，能够满足大型发电系统的运行要求。
[0003]在
技术介绍
部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术存在的不足或缺陷，提供了一种电流转移式发电机断路器，在转移电流支路中使用高压触发快速导通真空灭弧室，利用其中的机械开关闭合承载大且持续时间更长的转移电流，实现高电流注入与低导通电阻，同时利用高压触发快速导通功能实现低延时导通、低合闸时间分散性；通过控制高速机械开关动作、高压触发快速导通真空灭弧室触发与动作，按照特定时序触发转移和限流支路的投入，实现电流快速转移和限流，最终在过零点处完成分断。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案予以实现。
[0006]一种电流转移式发电机断路器包括主电流支路、限流转移支路与快速开关；
[0007]主电流支路包括高速机械开关S1，高速机械开关S1断口两端和断路器出线端A1和出线端A2直接相连；
[0008]限流转移支路两端并联在主电流支路两端，其中，转移电容C、电感L与真空灭弧室VS1串联后，再与限流电阻R并联；
[0009]所述快速开关S2位于限流转移支路与主电流支路之间；
[0010]其中，所述真空灭弧室VS1包括，
[0011]外壳，其内设有真空灭弧室的真空腔体；
[0012]静触头，其固定在外壳内的一端且与外壳外的接线端B1相连；
[0013]动触头，其设于所述外壳内相对于所述静触头的另一端且与外壳外的接线端B2相连，所述动触头与拉杆相连和连接外部快速操动机构；
[0014]一对触发极，其分别设于静触头中间和动触头中间，一对触发极分别与外壳外的接线端B3和接线端B4连接，触发极的前端设有触发针，触发针留有间隙作为触发脉冲的放
电通道。
[0015]所述的电流转移式发电机断路器中，系统正常通流状态下，系统电流从所述主电流支路的高速机械开关S1流过；当关断正向短路电流时，控制系统向高速机械开关S1发出分闸动作指令，高速机械开关S1断开燃弧，触发真空灭弧室VS1导通，电流向限流转移支路转移，当高速机械开关S1电流过零后，电流进入限流转移支路，故障电流被限制，当电流被限制后，控制系统给快速开关S2发分闸指令，快速开关S2中的电流过零后熄弧，完成短路电流限流开断；反向开断条件下，触发关合高压触发真空灭弧室VS1，限流转移支路先进行一次电流振荡，电容电压反向，之后，控制系统向高速机械开关S1发出分闸动作指令，之后高速机械开关S1电流过零断开，电流进入限流转移支路，故障电流被限制，控制系统给快速开关S2发分闸指令，快速开关S2中的电流过零后熄弧，完成短路电流限流开断。
[0016]所述的电流转移式发电机断路器中，所述动触头通过波纹管或滑动连接方式与接线端B2相连。
[0017]所述的电流转移式发电机断路器中，静触头或动触头为带引弧角触头、平板触头、带有横磁或者纵磁开槽的触头。
[0018]所述的电流转移式发电机断路器中，静触头或动触头的触头材料为纯铜、铜钨合金、铜铬合金。
[0019]所述的电流转移式发电机断路器中，所述触发极为埋在动、静触头中间的触发电极，其外接触发源；真空灭弧室VS1使用不同的触发极正反向触发。
[0020]所述的电流转移式发电机断路器中，真空灭弧室VS1关合时可在动触头运动特定行程时控制触发导通，触发间隙击穿，导致电流放电，在触发间隙中产生高密度金属蒸汽等离子体，并迅速注入高压主间隙，使得动触头在接触前击穿导通。
[0021]所述的电流转移式发电机断路器中，所述高速机械开关S1为基于电磁斥力或高速电机驱动的SF6、空气或液体开关，所述快速开关S2为真空快速开关。
[0022]所述的电流转移式发电机断路器中，所述主电流支路包括多个并联的高速机械真空开关S1。
[0023]所述的电流转移式发电机断路器中，所述转移电容C包括薄膜电容、有机介质电容、无机介质电容、电解电容、电热电容和空气介质电容中的任意一个或者多个的组合。
[0024]有益效果
[0025]本专利技术具有电流转移速度快，电流注入能力强，开断能力强等特点。为了实现断路器的电流转移，因为转移电流很大而且需要投入转移电流的时间要求非常精准，电流在通过开关后可以形成尽量多次的高频电流振荡，也就是说开关形成的电阻要越小越好，振荡衰减的很慢，如果主断口在一次振荡的时候没有断开，还可以有第二次机会)。因此三个要点是电流大、时间准、电阻小。所以说如果采用触发间隙可以实现微秒级的时间精准但是承受大电流有困难而且寿命比较低。而仅采用快速机械开关大电流可以承受但是时间不能做到精准。另外，现有技术触发导通后，机械开关才刚开始闭合，开距还比较大，这个时候电弧长电压高，电阻相对大不利于持续高频振荡，开距比较大，机构来不及闭合，高频电流容易在振荡时被开断，本专利技术根据断路器波形提前动作机构，在机构即将闭合的时候，快速实现高压触发导通，从而实现精准导通，并不只是为了让开关更快速的导通，而是为了让快速机械开关的导通分散性更小。通过利用具有高压触发快速导通功能的真空灭弧室快速准确导
通，实现预充电电容快速放电给主支路注入反向电流，进而实现发电机出口短路故障的快速限流开断。
[0026]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够使得本专利技术的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本专利技术的具体实施方式进行举例说明。
附图说明
[0027]通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本专利技术各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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。
[0028]在附图中：
[0029]图1是根据本专利技术一个实施例的电流转移式发电机断路器的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电流转移式发电机断路器，其特征在于，其包括：主电流支路、限流转移支路与快速开关；主电流支路包括高速机械开关S1，高速机械开关S1断口两端和断路器出线端A1和出线端A2直接相连；限流转移支路两端并联在主电流支路两端，其中，转移电容C、电感L与真空灭弧室VS1串联后，再与限流电阻R并联；所述快速开关S2位于限流转移支路与主电流支路之间；其中，所述真空灭弧室VS1包括，外壳，其内设有真空灭弧室的真空腔体；静触头，其固定在外壳内的一端且与外壳外的接线端B1相连；动触头，其设于所述外壳内相对于所述静触头的另一端且与外壳外的接线端B2相连，所述动触头与拉杆相连和连接外部快速操动机构；一对触发极，其分别设于静触头中间和动触头中间，一对触发极分别与外壳外的接线端B3和接线端B4连接，触发极的前端设有触发针，触发针留有间隙作为触发脉冲的放电通道。2.根据权利要求1所述的电流转移式发电机断路器，其特征在于，优选的，系统正常通流状态下，系统电流从所述主电流支路的高速机械开关S1流过；当关断正向短路电流时，控制系统向高速机械开关S1发出分闸动作指令，高速机械开关S1断开燃弧，触发真空灭弧室VS1导通，电流向限流转移支路转移，当高速机械开关S1电流过零后，电流进入限流转移支路，故障电流被限制，当电流被限制后，控制系统给快速开关S2发分闸指令，快速开关S2中的电流过零后熄弧，完成短路电流限流开断；反向开断条件下，触发关合高压触发真空灭弧室VS1，限流转移支路先进行一次电流振荡，电容电压反向，之后，控制系统向高速机械开关S1发出分闸动作指令，之后高速机械开关S1电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晋茹，荣命哲，白玉琛，杨飞，吴益飞，纽春萍，吴翊，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：