[發明專利]一種基于直流變壓器的高壓斷路器電機操動機構

在審

• 申請號: 201710814355.8
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN107546067A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 黃輝;盛超;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）人: 廣東電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: H01H33/36
• 分類號: H01H33/36;H02M3/335
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 張春水,唐京橋

技術領域

本發明涉及高壓斷路器操動機構領域，尤其涉及一種基于直流變壓器的高壓斷路器電機操動機構。

背景技術

隨著我國電網規模的不斷擴大和用戶對供電可靠性的要求不斷提高，電力系統對高壓開關設備的可靠性以及智能化操作提出了更高的要求。高壓開關是電力系統中重要的開關設備，具有控制和保護雙重功能，對電力系統的安全運行具有重要意義。操動機構作為高壓開關的主要運動部件，直接驅動斷路器動觸頭進行運動，是影響斷路器工作可靠性和穩定性的重要因素之一。

目前常用的操動機構主要有彈簧操動機構、液壓操動機構、液壓彈簧機構,這些操動機構由于存在零部件多、可控性較差、結構復雜等多方面的缺點,導致其在運行過程中出現故障的頻率比較高,所以新型操動機構的研制與開發就顯得尤為緊迫和重要。

彈簧操動機構采用小功率電動機完成對合閘彈簧的儲能，分合閘操作功不受電源電壓影響，能夠獲得較高的分合閘速度。彈簧操動機構完全依靠機械傳動，零部件總數多，一般有上百個零件，且傳動機構較為復雜，故障率較高，運動部件多，不可靠因素多。液壓操動機構具有能量大、液壓油自潤滑，液壓元件質量輕且反應速度快、動作可靠等一系列優勢，但液壓操動機構不同程度的存在漏油、管路多、元件分散等缺陷。結合兩者優點的液壓彈簧機構，它發揮了液壓機構對大小功率適應性強的優勢和彈簧儲能的優勢。這些傳統的操動機構存在操作過程中沖擊力大、零件數多、運動特性分散性大。

隨著電力電子技術的發展，學者們提出了基于各種不同類型電機的高壓開關操動機構，這些電動機操動機構，結構簡單，運動部件大大減少，操作過程機械應力小，噪音小，可靠性較高，維護簡單。

由工頻變壓器和不控整流橋組成的直流電源給驅動電機旋轉完成高壓斷路器分合閘操作的逆變器供電時，導致了高壓斷路器電機操動機構供電電源可靠性低和體積大的技術問題。

發明內容

本發明提供了一種基于直流變壓器的高壓斷路器電機操動機構，解決了由工頻變壓器和不控整流橋組成的直流電源給驅動電機旋轉完成高壓斷路器分合閘操作的逆變器供電時，導致的高壓斷路器電機操動機構供電電源可靠性低和體積大的技術問題。

本發明提供了一種基于直流變壓器的高壓斷路器電機操動機構，包括：

直流電源、直流變壓器、控制器、電機和高壓斷路器主軸；

所述直流變壓器包括：高頻變壓器和逆變器；

所述直流電源的輸出端與所述高頻變壓器的輸入端連接；

所述高頻變壓器的輸出端與所述逆變器的第一輸入端連接；

所述逆變器的輸出端與所述電機連接；

所述電機的轉軸與所述高壓斷路器主軸同軸連接；

所述控制器的輸出端與所述逆變器的第二輸入端連接，用于控制所述逆變器驅動所述電機的轉軸旋轉。

作為優選，本發明提供的一種基于直流變壓器的高壓斷路器電機操動機構還包括傳感器；

所述傳感器的輸入端與所述電機連接；

所述傳感器的輸出端與所述控制器的輸入端連接。

作為優選，所述高頻變壓器包括：DC/DC高頻變壓器、與所述DC/DC高頻變壓器的高壓側連接的逆變電路、與所述DC/DC高頻變壓器的低壓側連接的整流電路；

所述直流電源的輸出端與所述逆變電路的輸入端連接；

所述整流電路的輸出端與所述逆變器的第一輸入端連接。

作為優選，所述高頻變壓器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串聯在所述整流電路的正極母線和負極母線上。

作為優選，所述高頻變壓器還包括儲能電容；

所述儲能電容并聯在所述整流電路的正極母線和負極母線之間。

作為優選，所述儲能電容為脈沖電容或薄膜電容或電解電容。

作為優選，所述電機為永磁同步電機。

作為優選，所述電機為感應電機。

作為優選，所述電機為開關磁阻電機。

作為優選，所述逆變器的輸出端與所述電機的定子繞組連接。

從以上技術方案可以看出，本發明具有以下優點：

本發明提供了一種基于直流變壓器的高壓斷路器電機操動機構，包括：

直流電源、直流變壓器、控制器、電機和高壓斷路器主軸；

所述直流變壓器包括：高頻變壓器和逆變器；

所述直流電源的輸出端與所述高頻變壓器的輸入端連接；

所述高頻變壓器的輸出端與所述逆變器的第一輸入端連接；

所述逆變器的輸出端與所述電機連接；