[發(fā)明專利]一種基于固態(tài)變壓器的高壓斷路器電機(jī)操動機(jī)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710814349.2
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN107393735A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盛超;黃輝;唐釀;駱潘鈿;朱良合;張健;王紅星;肖磊石;楊汾艷;劉正富;郭敬梅;余超耘;黃明欣
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: H01H3/26
• 分類號: H01H3/26
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 張春水,唐京橋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高壓斷路器領(lǐng)域，尤其涉及一種基于固態(tài)變壓器的高壓斷路器電機(jī)操動機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

高壓開關(guān)是電力系統(tǒng)中重要的開關(guān)設(shè)備，具有控制和保護(hù)雙重功能，對電力系統(tǒng)的安全運行具有重要意義，操動機(jī)構(gòu)作為高壓開關(guān)的主要運動部件，直接驅(qū)動斷路器動觸頭進(jìn)行運動，是影響斷路器工作可靠性和穩(wěn)定性的重要因素之一。

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，學(xué)者們提出了基于各種不同類型電機(jī)的高壓開關(guān)操動機(jī)構(gòu)，這些電動機(jī)操動機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，運動部件大大減少，操作過程機(jī)械應(yīng)力小，噪音小，可靠性較高，維護(hù)簡單。

現(xiàn)有技術(shù)中高壓斷路器電動機(jī)操動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動系統(tǒng)通常由不可控整理器和逆變器組成，其中不可控整理器通常由工頻變壓器和不可控整流橋組成，采用了工頻變壓器導(dǎo)致了高壓斷路器電動機(jī)操動機(jī)構(gòu)體積大的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種基于固態(tài)變壓器的高壓斷路器電機(jī)操動機(jī)構(gòu)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中由工頻變壓器和不控整流橋組成的直流電源給驅(qū)動電機(jī)旋轉(zhuǎn)完成高壓斷路器分合閘操作的逆變器供電，導(dǎo)致高壓斷路器電動機(jī)操動機(jī)構(gòu)體積大的技術(shù)問題。

本發(fā)明提供的一種基于固態(tài)變壓器的高壓斷路器電機(jī)操動機(jī)構(gòu)，包括：

固態(tài)變壓器、控制器、電機(jī)和高壓斷路器主軸；

所述固態(tài)變壓器具體包括：整流器、DC/DC變壓器和逆變器；

所述電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與所述高壓斷路器主軸同軸固定連接；

所述逆變器的交流側(cè)與所述電機(jī)的定子繞組連接；

所述DC/DC變壓器包括：變壓器、與所述變壓器高壓側(cè)連接的逆變電路和與所述變壓器低壓側(cè)連接的整流電路；

所述逆變器的直流側(cè)與所述整流電路的直流側(cè)連接；

所述整流器的直流側(cè)與所述逆變電路直流側(cè)連接；

所述控制器的第一輸出端與所述逆變器的控制端連接，用于控制所述逆變器，使得所述逆變器驅(qū)動電機(jī)旋轉(zhuǎn)。

優(yōu)選地，所述高壓斷路器電機(jī)操動機(jī)構(gòu)還包括，第一電感和第二電感；

所述第一電感和所述第二電感分別設(shè)置在所述整流電路的正極母線和負(fù)極母線上。

優(yōu)選地，所述高壓斷路器電機(jī)操動機(jī)構(gòu)還包括，儲能電容；

所述儲能電容并聯(lián)在所述整流電路的正極母線和負(fù)極母線之間。

優(yōu)選地，所述高壓斷路器電機(jī)操動機(jī)構(gòu)還包括，放電電阻和空氣開關(guān)；

所述放電電阻和所述空氣開關(guān)串聯(lián)形成放電支路，所述放電支路連接在所述整流電路的正極母線和負(fù)極母線之間。

優(yōu)選地，所述高壓斷路器電機(jī)操動機(jī)構(gòu)還包括：傳感器；

所述傳感器的輸入端與所述電機(jī)連接，用于測量所述電機(jī)的轉(zhuǎn)軸位置及所述轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度；

所述傳感器的輸出端與所述控制器的輸入端連接。

優(yōu)選地，所述逆變電路具體為：

高頻斬波逆變電路。

優(yōu)選地，所述整流器具體為：

三相不可控整流電路。

優(yōu)選地，所述高壓斷路器電機(jī)操動機(jī)構(gòu)還包括充電電阻和晶閘管；

所述充電電阻和所述晶閘管并聯(lián)后形成充電支路，所述充電支路串聯(lián)在所述三相不可控整流電路直流輸出側(cè)的正極母線或負(fù)極母線上。

優(yōu)選地，所述整流電路具體為：

單相不可控整流電路。

優(yōu)選地，所述變壓器具體為：

高頻變壓器。

從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明提供的一種基于固態(tài)變壓器的高壓斷路器電機(jī)操動機(jī)構(gòu)，包括：固態(tài)變壓器、控制器、電機(jī)和高壓斷路器主軸；所述固態(tài)變壓器具體包括：整流器、DC/DC變壓器和逆變器；所述電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與所述高壓斷路器主軸同軸固定連接；所述逆變器的交流側(cè)與所述電機(jī)的定子繞組連接；所述DC/DC變壓器包括：變壓器、與所述變壓器高壓側(cè)連接的逆變電路和與所述變壓器低壓側(cè)連接的整流電路；所述逆變器的直流側(cè)與所述整流電路的直流側(cè)連接；所述整流器的直流側(cè)與所述逆變電路直流側(cè)連接；所述控制器的第一輸出端與所述逆變器的控制端連接，用于控制所述逆變器，使得所述逆變器驅(qū)動電機(jī)旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明中，通過使用高頻變壓器實現(xiàn)隔離和變壓功能，有效減小了裝置體積，實現(xiàn)了斷路器電機(jī)操動機(jī)構(gòu)的小型化和輕量化，解決了現(xiàn)有技術(shù)中由工頻變壓器和不控整流橋組成的直流電源給驅(qū)動電機(jī)旋轉(zhuǎn)完成高壓斷路器分合閘操作的逆變器供電，導(dǎo)致高壓斷路器電動機(jī)操動機(jī)構(gòu)體積大的技術(shù)問題

附圖說明