[發明專利]高壓直流電流斷路裝置

有效

• 申請號: 201580067309.5
• 申請日: 2015-12-02
• 公開（公告）號: CN107005045B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 布魯諾·盧斯坎;阿爾貝托·伯丁納托;克里斯托弗·克勒索
• 申請（專利權）人: 超級電力研究所
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 謝攀;劉繼富

本發明涉及一種用于高壓直流的電流斷路裝置(1)，其包括：在端子之間并聯連接的主導電線路(141)和次導電線路(142)；主導電線路(141)包括第一控制開關(121)以及，該電路包含電容器(131)和限流器(111)；次導電線路(142)包括第二控制開關(123)，在第一和第二控制開關閉合時，主導電線路和次導電線路在第一控制開關的端子處形成振蕩電路；控制電路(103)，其具有用于維持第一開關(121)閉合和第二開關(123)斷開的第一運行模式和用于維持斷開第一開關(121)的控制指令和閉合第二開關(123)的控制指令的第二運行模式。

本發明涉及高壓直流電(一般用縮寫HVDC來指代)輸送和/或配送網絡。本發明特別地涉及用于這樣的網絡的故障電流斷路裝置。

HVDC網絡尤其被認為是隨著可再生能源的發展而出現的迥然不同或不同步的電力生產現場互連的一個解決方案。由于網絡在長距離上的更小的線損和不會生成寄生電容，HVDC網絡尤其被考慮用于輸送和分配由海上風電場而不是交流技術產生的能量。這樣的網絡通常具有大約50kV和以上的電壓水平。

為了點對點地輸送電力，通過線路末端的轉換器可實現斷路。相反地，在多點輸送中，不再能夠通過這樣的轉換器來實現斷路。在這樣的網絡中對直流電流的斷路是直接影響這樣的網絡的可行性和發展的一個關鍵挑戰。

文獻EP0431510尤其描述了一種用于高壓直流電流的斷路裝置。

對于更低的電壓水平，機械斷路器通常用于產生電流斷路，即僅通過機械開關元件的斷開來獲得電流的斷路。這樣的機械開關元件包括接觸的兩個導電部件，其在開關元件閉合時機械地接觸，并在開關元件斷開時機械地分離。這些機械斷路器尤其是當其通過高電流時表現出許多缺點。

由于斷路器所保護的網絡中積累的大量的能量，機械斷路體現于在兩個導電部件之間產生電弧。該電弧一方面通過侵蝕而損害接觸的兩個導電部件，另一方面通過離子化而損害周圍的環境。而且，由于該離子化，電流的中斷需要一定時間。該電弧由于損害導電部件的接觸而需要限制性的并且成本高昂的維護操作。而且，在直流和高壓情況下(這些條件傾向于保持電弧)，非常難以實現電流的斷路。此外，盡管能夠為高壓直流應用設置機械斷路器的規格，但是該機械斷路器一般仍例如在出現短路時具有相對長的斷開延遲，這與對網絡的保護不兼容。

本發明旨在解決這些缺點中的一個或多個。本發明尤其旨在提供一種HVDC斷路裝置，使其能夠在短時間內產生保護網絡，并大大限制了傳輸線路上的傳導損耗。本發明由此涉及一種用于高壓直流的電流斷路裝置。本發明還涉及各種變型。本領域的技術人員將理解，各種變型都可以與本申請的實施例獨立地組合而不因此構成中位概括。

本發明的其它特征和優點將從以下參照附圖的示例性和非限制性方式給出的描述中清楚地顯現，在附圖中：

圖1示出根據本發明的斷路裝置的第一實施例；

圖2示出根據本發明的斷路裝置的第二實施例；

圖3示出根據本發明的斷路裝置的第三實施例；

圖4是示出在該開關沒有斷開的情況下通過主導電線路的開關的電流的圖；

圖5是示出在主導電線路的開關沒有斷開的情況下通過次導電線路的開關的電流的圖；

圖6示出在檢測到過電流時主要線路的開關和次級線路的開關的狀態；

圖7示出在檢測到過電流時兩個電容器的端子處的各自的電位差；

圖8示出對斷路裝置的輸出處的電流的模擬；

圖9示出在檢測到過電流時分別通過主導電線路的開關和限流器的電流；

圖10示出在檢測到過電流時兩個電容器的端子處的各自的電位差；

圖11示出作為避雷器的存在的函數的次級線路的電容器的端子處的電位差；