[發明專利]一種基于聯動電流轉移的直流真空斷路器

無效

• 申請號: 201410513836.1
• 申請日: 2014-09-29
• 公開（公告）號: CN104282483A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 鄒積巖;段雄英;劉曉明;董文亮
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: H01H33/666
• 分類號: H01H33/666
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 李寶元;梅洪玉

技術領域

本發明屬于電力高壓開關技術領域，涉及一種基于聯動電流轉移的直流真空斷路器，具體是指一種基于快速斥力永磁機構和聯動關合的高壓直流真空斷路器，其通過電流轉移實現故障電流的開斷。

背景技術

高壓直流(HVDC)輸電是構架遠距離、高傳輸節能、窄線路走廊、高運行可靠性智能電網的組成部分。研究開發大容量遠距離直流輸電技術與裝備已被列為《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020)》能源重點領域中“超大規模輸配電和電網安全保障”優先主題重點研究內容。HVDC輸電以交流輸電不可替代的優點，在遠距離大容量輸電、電纜輸電和交流系統的非同步聯絡等方面得到廣泛的應用。推進智能電網建設，依托智能模塊等先進技術，發展高壓大容量、高效率、遠距離先進輸電，增強遠距離直流輸電可靠性已融入國家戰略。直流開關是直流電力系統的核心組件之一，起著關合和開斷電路以及改變系統的連接方式和拓撲結構的雙重作用。2012年ABB公司宣布在直流斷路器研發領域取得突破性進展，為打造更高效可靠的電力供應系統鋪平了道路。

對于HVDC系統，基于電流轉移原理開斷系統短路電流是目前為止唯一可行的方案，傳統直流斷路器存在著開斷速度慢、主電路開斷和轉移電流的投入的同步性較差等問題。

發明內容

本發明提供了一種基于聯動電流轉移的直流真空斷路器，簡化高壓直流電力系統中高壓直流斷路器結構，在高電壓等級中應用先進的真空開關，取代目前大量使用的有溫室效應的SF6開關。采用單操縱桿控制，實現三個真空斷路器的開斷與關合聯動，計及動作時間誤差，實現它們的操作程序，全過程只用一套快速斥力永磁機構，只受一個控制系統控制。此外充分利用三個滅弧室本身的自閉力，使機構在運動過程中實現省力設計。

本發明的技術方案是：

一種基于聯動電流轉移的直流真空斷路器，包括轉移電容器C、電感L、充電電阻R_C、等效電阻R_load、三個真空斷路器(CB1、CB2、CB3)、避雷器Zn，快速斥力永磁機構(操動機構)、橫向拉桿和機箱。三個真空斷路器分別為主回路開關CB1、轉移回路投入開關CB2和轉移回路充電開關CB3。電感L、轉移電容器C、轉移回路投入開關CB2依次串聯后組成轉移回路與主回路開關CB1并聯；轉移回路充電開關CB3與充電電阻R_C串聯后兩端分別接于轉移電容器C與轉移回路投入開關CB2節點和地之間。避雷器Zn并聯于主回路開關CB1上。三個真空斷路器(CB1、CB2、CB3)、操動機構、橫向拉桿和機箱組成高壓直流斷路器聯動結構。每一個真空斷路器都由引線、絕緣筒、真空斷路器、絕緣拉桿和拐臂組成；三個真空斷路器經拐臂鏈接到由操動機構驅動的橫向拉桿，操動機構固定到機箱。當操動機構動作時，橫向拉桿受到橫向的拉力帶動拐臂三路開關實現聯動開斷與聯動關合，實現主回路分斷，轉移回路充電開關隔離，轉移回路聯動投入等同步動作。

三個真空斷路器用一套快速斥力永磁機構(操動機構)通過橫向拉桿機械同步控制，該操動機構聯動投入轉移回路時間為0.5ms-1.5ms，開斷時間短，根據現有真空滅弧室的承受能力使總開斷時間控制在5ms左右。

本發明用一套快速斥力永磁機構(操動機構)通過橫向拉桿控制三個真空斷路器的動作，達到聯動的效果。其中操動機構起著斥力分斷，永磁保持的作用，操動機構輸出桿與橫向拉桿相連，實現三個真空斷路器的聯動。轉移回路用來提供反向電流，實現電流的轉移。轉移回路充電開關可直接通過高壓直流系統向轉移回路充電，滿足高壓直流電力系統智能化的特點。本發明涉及的開關具有模塊結構簡單、工業實現方便，運行可靠、壽命長等幾個特點。

附圖說明

圖1為本發明的高壓直流斷路器電路框圖。

圖2為本發明的高壓直流斷路器結構示意圖。

圖3為快速斥力永磁機構結構示意圖。

圖中：CB1為主回路開關；CB2為轉移回路投入開關；CB3為轉移回路充電開關；L為電感器；C為轉移電容器；Zn為避雷器；R_load為負載等效電阻；

1引線；2絕緣筒；3主回路開關的真空滅弧室；4絕緣拉桿；5快速斥力永磁機構(操動機構)；6拐臂；7橫向拉桿；8機箱。

具體實施方式