[發明專利]一種高壓直流斷路器及其供能裝置

有效

• 申請號: 201710386062.4
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN108964250B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 李娟;范彩云;李生林;李凱;常忠廷;王永康
• 申請（專利權）人: 許繼電氣股份有限公司;許繼集團有限公司;國家電網公司
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06;H02J1/10;H01F38/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 陳曉輝

本發明涉及一種高壓直流斷路器及其供能裝置，其中供能裝置包括n個級聯的供能變壓器，各級供能變壓器包括一套鐵芯、互為冗余的兩套一次繞組以及互為冗余的兩套二次繞組；第一級供能變壓器的兩套一次繞組分別用于與兩個互為冗余的供能電源耦合；各級供能變壓器的兩套二次繞組均設置有為直流斷路器的閥塔中的對應閥層供能的輸出端子。本發明通過采用多級變壓器串聯，各級變壓器均采用一套變壓器鐵芯和兩套獨立的一次繞組和二次繞組，兩套二次繞組作為對直流斷路器對應層功率模塊進行冗余供電的兩套電源，在不增加供能變壓器體積、占地面積的前提下，實現供能裝置的冗余備用，提高了高壓直流斷路器的運行可靠性。

技術領域

本發明涉及一種高壓直流斷路器及其供能裝置，屬于高壓直流斷路器技術領域。

背景技術

高壓直流斷路器是保障直流輸電系統安全運行的主要設備，與機械式直流斷路器相比動作速度快，通常在3個毫秒內切斷故障電流。高壓直流斷路器的快速動作是靠電力電子器件即IGBT串聯的快速開關功能和高速機械隔離開關快速動作共同實現的。由于高壓直流斷路器閉合時端電壓非常低，所以高壓直流斷路器無法實現自取能的方法提供供電電源。但是IGBT和高速機械隔離開關可靠工作需要高可靠性的供電電源。

目前，高壓直流斷路器的供能都是采用單電源供電方式。公告號為CN103647537A的中國專利文件公開了一種取能送能裝置，該取能送能裝置采用多級級聯耦合的低壓變壓器為多級串聯的IGBT供電，多級變壓器結構保證了多個IGBT之間的級間絕緣但是一旦供電電源或者變壓器線圈出現損壞時，高壓直流斷路器就失去工作電源而停止工作，這種單電源供電方式可靠性低，無法滿足高壓直流斷路器的高可靠性要求。

而當直接采用兩套獨立的供能變壓器作為冗余備用時，則無法滿足對高壓直流斷路器安裝占地面積，絕緣距離的要求；而且高壓供能變壓器隨著電壓等級升高，其制造成本幾乎遞增。當高壓直流斷路器分層布置時，無法靈活的解決隔離供能變壓器為不同層間供能的絕緣要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種高壓直流斷路器及其供能裝置，用于解決采用兩套獨立的供能變壓器作為冗余備用時體積大、占地面積大的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種高壓直流斷路器的供能裝置，包括n個級聯的供能變壓器，各級供能變壓器包括一套鐵芯、互為冗余的兩套一次繞組以及互為冗余的兩套二次繞組；第一級供能變壓器的兩套一次繞組分別用于與兩個互為冗余的供能電源耦合；各級供能變壓器的兩套二次繞組均設置有為直流斷路器的閥塔中的對應閥層供能的輸出端子。

進一步的，第一級供能變壓器通過m個級聯的隔離變壓器分別用于與兩個互為冗余的供能電源耦合，各級隔離變壓器包括一套鐵芯、互為冗余的兩套一次繞組以及互為冗余的兩套二次繞組；第一級隔離變壓器的兩套一次繞組分別用于與兩個互為冗余的供能電源直接連接；最后一級隔離變壓器的兩套二次繞組對應連接第一級供能變壓器的兩套一次繞組。

進一步的，所述各級隔離變壓器、各級供能變壓器由下到上依次疊放設置。

進一步的，所述供能變壓器或隔離變壓器還包括圓柱形的絕緣套筒以及絕緣套筒兩端密封設置的法蘭式蓋板，所述絕緣套筒內充有絕緣氣體；所述絕緣套筒頂端設置有高壓側出線端，所述絕緣套筒底端設置有低壓側出線端。

進一步的，所述法蘭式蓋板上設有用于與相鄰的隔離變壓器或者供能變壓器的法蘭式蓋板緊固裝配的螺栓孔。

進一步的，所述絕緣套筒外壁上設有絕緣傘裙或者絕緣槽。

進一步的，所述法蘭式蓋板上裝配有用于匹配電壓等級的均壓環。