[發明專利]一種直流斷路器供能系統及其控制方法和裝置

在審

• 申請號: 201710840305.7
• 申請日: 2017-09-18
• 公開（公告）號: CN108039693A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 賀之淵;王新穎;魏曉光;龐輝;高沖;張升;王成昊;劉遠;陸翌;裘鵬;童凱
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院有限公司;國家電網公司;國網浙江省電力公司
• 主分類號: H02H1/06
• 分類號: H02H1/06
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 馬永芬

一種直流斷路器供能系統及其控制方法和裝置，其中所述供能系統，包括：諧振電容，其輸入端通過整流電路與低頻交流電壓源連接，輸出端通過開關電路與諧振電感連接；當開關電路導通時，所述諧振電容與所述諧振電感產生諧振電流，將低頻交流電轉換為高頻交流電輸出；取能磁環，套裝在供能電纜上，輸出端與負載連接，用于將所述高頻交流電轉換為滿足負載要求的電壓為負載供電。相比于低頻供能方式，本申請中在將低頻交流電轉換為高頻交流電輸出后，在滿足相同供電需求下能夠減少了取能磁環的大小，繼而減小了高壓直流斷路器系統體積以及系統成本。

技術領域

本發明涉及電力保護領域，具體涉及一種直流斷路器供能系統及其控制方法和裝置。

背景技術

基于柔性直流輸電的直流輸電系統由于其良好的特性，已成為目前電力領域的熱點之一，也將是未來電網構建的重要組成部分。由于直流系統的阻尼相對較低，直流系統中故障電流上升速率較快，為了保證安全，需要在毫秒內實現故障電流切除，因此，具備大電流超高速分斷的高壓直流斷路器成為構建直流電網的核心裝備之一；相比于機械式和固態式高壓直流斷路器，混合型高壓直流斷路器具備了高速分斷和低功耗運行等優勢，成為了現階段業內主流技術，混合型高壓直流斷路器由超高速機械開關和大量電力電子組件等組成，其中，電力電子組件控制電路的供電具備高電位供電的特點，電力電子組件控制電路供電可靠性直接影響整個斷路器運行的可靠性。

現有技術中混合型高壓直流斷路器的供電電能一般取自市電，在對混合型高壓直流斷路器中的電力電子組電供電的過程中將取自市電的工頻電壓直接與高壓直流斷路器中的電力電子組件連接，由于市電電位較低，需增加取能磁環中的線圈轉數以滿足電力電子組件高電位供電的特點，繼而增大了高壓直流斷路器系統體積以及系統成本。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于現有直流斷路器供能系統體積較大、設計成本高。

有鑒于此，本發明提供一種直流斷路器供能系統，包括：

諧振電容，其輸入端通過整流電路與低頻交流電壓源連接，輸出端通過開關電路與諧振電感連接，當開關電路導通時，所述諧振電容與所述諧振電感產生諧振電流，將低頻交流電轉換為高頻交流電輸出；

取能磁環，套裝在所述系統的供能電纜上，輸出端與負載連接，用于將所述高頻交流電轉換為滿足負載要求的電壓為負載供電。

優選地，還包括：控制器，分別與所述整流電路、所述開關電路連接，用于控制所述整流電路、所述開關電路動作。

優選地，所述整流電路包括基于晶閘管的單相橋式全控整流電路、單相全波可控整流電路、三相橋式全控整流電路和三相半波可控整流電路中的任意一種。

優選地，所述開關電路包括單只晶閘管或晶閘管橋式電路。

優選地，所述諧振電感包括雜散電感和諧振電抗器。

相應地，本發明還提供一種直流斷路器供能系統的控制方法，包括：

判斷諧振電容的電壓是否滿足預設充電電壓；

當所述諧振電容的電壓滿足所述預設充電電壓時，控制低頻交流電壓源停止供電；

開通開關電路中的晶閘管，使得所述諧振電容與諧振電感產生諧振電流，將低頻交流電轉換為高頻交流電并通過取能磁環輸出至負載。

優選地，所述開通開關電路中的晶閘管，使得所述諧振電容與諧振電感產生諧振電流，將低頻交流電轉換為高頻交流電并通過取能磁環輸出至負載的步驟，包括：

判斷所述開關電路中的晶閘管是否發生閉鎖；

當所述晶閘管發生閉鎖時，開通整流支路中的晶閘管并控制所述低頻交流電壓源開始供電。

優選地，所述判斷諧振電容的電壓是否滿足預設充電電壓的步驟之前，包括：