[發明專利]混合式高壓直流斷路器快速機械開關動態均壓測試系統

有效

• 申請號: 201710384008.6
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN106970322B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 沙彥超;徐黨國;李大衛;鄭一博;蔡巍;龍凱華;李志剛;崔賀平;吳剛;鄧春;孫云生;楊大偉;李帆
• 申請（專利權）人: 華北電力科學研究院有限責任公司;國網冀北電力有限公司電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王濤

本發明提供了一種混合式高壓直流斷路器快速機械開關動態均壓測試系統，包括：多個阻容分壓器、多條同軸電纜及一信號處理器；各阻容分壓器的高壓臂的高壓端分別聯結混合式高壓直流斷路器快速機械開關各真空滅弧室的高壓端，其低壓臂的低壓端接地電位，用于測量各真空滅弧室的高壓端對地的電壓信號；各阻容分壓器的高壓臂的低壓端和低壓臂的高壓端分別等電位聯結各同軸電纜的一端，同軸電纜的另一端與信號處理器連接，用于將阻容分壓器檢測到的高壓信號轉換成低壓信號并傳送至信號處理器；信號處理器用于根據同軸電纜傳來的低壓信號對各真空滅弧室高壓端對地電壓進行差值運算，以獲取兩相鄰阻容分壓器之間的真空滅弧室在各時刻所承受的電壓信號。

技術領域

本發明屬于高電壓與絕緣技術領域，特別涉及一種用于混合式高壓直流斷路器快速機械開關動態均壓測試系統。

背景技術

在柔性直流輸電技術領域，高壓直流斷路器作為核心設備之一，主要用作系統主保護裝置。當線路發生故障時，直流斷路器需要在數毫秒內完成故障電流開斷，并快速故障線路的隔離及重合閘，其可靠性直接影響了柔性直流電網的安全穩定運行。但是，由于直流斷路器無電流過零點，無法類似交流斷路器利用電流過零點實現開斷，必須人工創造電流零點。

目前，高壓系統及超高壓系統所采用的直流斷路器通常采用混合式拓撲結構，利用主通流支路、轉移支路及耗能支路三部分并聯在一定時序下的內部換流，創造電流零點以實現直流開斷。其中，主通流支路由快速機械開關和主負荷閥組串聯構成，用于導通直流系統電流；轉移支路由多級轉移支路子模塊串聯構成，用于短時承載直流系統短路電流，并通過換流將電容串入故障回路，建立瞬態開斷電壓；耗能支路由多個避雷器組并聯構成，用于抑制開斷過電壓和吸收線路及平抗儲存能量。其工作原理如下：

a)系統正常運行時，系統電流經快速機械開關和主負荷閥組導通；

b)需開斷系統直流或者短路故障電流時，觸發轉移支路串聯的多級轉移支路子模塊，然后閉鎖主支路中主負荷閥組，電流被強迫轉移至轉移支路中，快速機械開關電流過零分斷；

c)快速機械開關能夠耐受系統過電壓，閉鎖轉移支路串聯的多級轉移支路子模塊，電流經耗能支路消耗吸收，實現系統直流或短路故障電流的有效開斷。

其中，快速機械開關為混合型直流斷路器的無弧開斷部分，正常運行時主要作用是通流；當出現短路故障情況時，需要快速機械開關在毫秒級時間內建立絕緣距離，承受斷路器分斷過程中的瞬態分斷電壓，實現故障的快速隔離。工程用混合式高壓直流斷路器高速機械開關采用多個真空滅弧室多斷口串聯技術，降低單個斷口的耐壓，減小單個斷口的行程，從而顯著縮短快速機械開關分閘時間，提高直流斷路器整體分斷速度。但不容忽視的是，基于多斷口串聯技術的快速機械開關受串聯真空滅弧室對地電容、開關動作同期性以及絕緣開距一致性的影響，可能導致真空滅弧室串聯斷口間的分壓不均。2016年底，我國首臺200kV高壓直流斷路器在舟山多端柔直工程中應用調試時，曾出現快速機械開關中兩臺真空滅弧室延時1.5s動作導致合閘不成功的問題。

若快速機械開關各真空滅弧室分斷時間超期現象嚴重、絕緣開距不一致時，先動作真空滅弧室的絕緣開距大，承受瞬態分斷電壓小，而后動作的真空滅弧室絕緣開距小，承受瞬態分斷電壓反而大，容易造成后動作的真空滅弧室斷口擊穿放電，隨即快速機械開關兩端的瞬態分斷電壓將全部施加于先動作的真空滅弧室兩端，滅弧室總數明顯減少后或導致先動作滅弧室繼而發生擊穿放電。因此，快速機械開關的動態均壓問題嚴峻，有必要開展混合式高壓直流斷路器快速機械開關動態均壓測試，全面考核混合式高壓直流斷路器開通與關斷的可靠性。

發明內容

為解決現有技術中存在的技術問題，本發明提供了一種混合式高壓直流斷路器快速機械開關動態均壓測試系統，所述系統包括：多個阻容分壓器、多條同軸電纜及一信號處理器；

各所述阻容分壓器的高壓臂的高壓端分別聯結混合式高壓直流斷路器快速機械開關各真空滅弧室的高壓端，各所述阻容分壓器的低壓臂的低壓端接地電位，用于測量各真空滅弧室的高壓端對地的電壓信號；