[發(fā)明專利]斷路布置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380075476.5
• 申請日: 2013-04-09
• 公開（公告）號: CN105580231B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: K·約翰遜
• 申請（專利權(quán)）人: ABB技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02H3/087
• 分類號: H02H3/087;H02H3/02;H01H9/56;H01H33/59;H03K17/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 李嘯,姜甜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明通常涉及例如用于電力輸送的電力系統(tǒng)。具體而言，本發(fā)明涉及用于例如電力系統(tǒng)中的斷路布置。

背景技術(shù)

電力系統(tǒng)，例如配電或輸電系統(tǒng)通常包括用于保護(hù)、監(jiān)測和控制電力系統(tǒng)中所包含的其它組件的操作和/或功能的保護(hù)系統(tǒng)。這些保護(hù)系統(tǒng)例如能夠檢測輸電線、變壓器和/或電力系統(tǒng)的其它部分或組件中的短路、過電流和過電壓。保護(hù)系統(tǒng)可包括保護(hù)設(shè)備，例如斷路器，所述斷路器用于通過打開或使斷路器跳閘，隔離例如輸電和配電線路上發(fā)生的任何可能的故障。對檢測到故障的組件進(jìn)行例如修理和/或維護(hù)清除故障后，通過閉合斷路器可恢復(fù)電力流。作為替代或作為附加，所述保護(hù)系統(tǒng)可被設(shè)置為在電力流的特定路徑上檢測到故障時，隔離檢測到故障的所述路徑并選擇替代的電力流路徑。

斷路器可響應(yīng)于檢測到故障狀態(tài)或故障電流而動作。在檢測到故障狀況或故障電流時，機(jī)構(gòu)可操作所述斷路器來中斷流經(jīng)其上的電流流動。一旦檢測到故障，斷路器內(nèi)的觸點可分離以中斷流經(jīng)其上的電流。可采用彈簧裝置、氣動裝置或利用機(jī)械儲能的一些其它手段將所述觸點分離。因此，在斷路器中例如可采用機(jī)械電流斷續(xù)器。作為替代或作為附加，在斷路器中也可采用基于半導(dǎo)體器件的固態(tài)斷路器。當(dāng)中斷流經(jīng)電路的電流時，通常會產(chǎn)生電弧。這種電弧可稱之為故障電流電弧。為切斷電路中的電流，可能要求或需要熄滅這種電弧。一旦故障狀況已經(jīng)被減輕或消除，觸點可以閉合，從而恢復(fù)流經(jīng)所述斷路器的電流。

隨著對電力供應(yīng)或傳輸以及互聯(lián)輸配電系統(tǒng)的需求的日益增加，高壓直流(HVDC)電力傳輸越來越重要。HVDC電網(wǎng)或DC電網(wǎng)可包括多個通過例如地下電纜和/或架空線等傳輸線互連的交流(AC)/DC轉(zhuǎn)換器端子。在電網(wǎng)中，一個端子可連接到多個端子，從而形成不同類型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。DC斷路器可用于隔離例如HVDC和DC電網(wǎng)中的故障元件，例如傳輸線。與AC斷路器不同，DC斷路器中沒有可熄滅故障電流電弧的自然電流零點。相反，使用DC斷路器時，可能期望或甚至需要生成一個或多個電流零點。

生成電流零點以便熄滅DC斷路器中電流斷續(xù)器上的故障電流電弧的一個示例性方法是采用與電流斷續(xù)器并聯(lián)的所謂的諧振電路。作為替代，諧振電路可被稱為振蕩電路或注入電路。所述諧振電路可被操作以啟動振蕩，其中在所述諧振電路中生成的高頻電流、或共振電流或注入電流與故障電流疊加并產(chǎn)生一個或多個電流零點，在所述零點處可熄滅故障電流電弧。諧振電路例如包括串聯(lián)的電感器、電容器和可能的開關(guān)元件。在正常操作期間，即沒有檢測到故障或沒有感測到故障電流時，所述電流斷續(xù)器閉合，諧振電路中的開關(guān)元件打開。當(dāng)接收到例如由外部控制單元或包含DC斷路器的HVDC輸電系統(tǒng)中的保護(hù)單元發(fā)出的跳閘信號時，通過分離其中的觸點可打開所述電流斷續(xù)器以中斷流經(jīng)DC斷路器的直流電。一旦中斷或斷開所述直流電，電流斷續(xù)器的觸點之間通過電弧引入電流。因此，在電流斷續(xù)器的觸點之間產(chǎn)生了故障電流電弧。通常需要或甚至要求熄滅所述故障電流電弧來斷開流經(jīng)所述DC斷路器的電流。斷路器打開一小段時間之后，通常經(jīng)過約一個或數(shù)個毫秒，這取決于例如觸頭多久分離，諧振電路中的開關(guān)元件閉合。為了在電流斷續(xù)器打開(并且開關(guān)元件閉合)后啟動振蕩，需要對諧振電路中的電容器總是充電。以某個極性充電后的電容器，通過其一端或電容器板經(jīng)由諧振電路中的電感器放電。電容器放電時，電感器將產(chǎn)生磁場。然后，一旦電容器已放電，所述電感器將對電容器充電。一旦電感器的磁場衰弱，電容器已重新充電(但是以相反的極性)，則其可通過電感器再次放電。這樣產(chǎn)生的諧振電流可用于疊加所述故障電流并生成一個或多個電流零點，此時可消滅所述故障電流電弧。可替代地或除了利用電壓對電容器充電啟動振蕩，可通過電流或磁脈沖裝置在電感器中生成磁場。因此，通過在電感器中生成磁場，可激活所述諧振電路啟動振蕩生成諧振電流。

然而，本領(lǐng)域仍然需要改進(jìn)直流斷路布置，以相對于已知的DC斷路布置能夠具有改進(jìn)的操作性能。

EP0108279A1公開了一種具有由線路電壓充電的反向電流插入系統(tǒng)的高壓直流斷路器裝置，其包括換向開關(guān)，與所述換向開關(guān)并聯(lián)連接的電容器、電感器和開關(guān)的串聯(lián)電路、以及被連接用于由線路電壓為所述電容器充電的電阻器(R)。

DE2038624A1公開了一種用于斷開高壓直流和交流電的方法和裝置。由電容器、電感器、開關(guān)以及電阻器構(gòu)成的串聯(lián)電路與換向開關(guān)并聯(lián)。

發(fā)明內(nèi)容