[發明專利]一種基于故障電流磁路約束的直流斷路器

在審

• 申請號: 201711496241.X
• 申請日: 2017-12-31
• 公開（公告）號: CN108462159A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 吳維寧;侯凱;武迪;駱健;朱金大;呂宏水;俞拙非;陳璐瑤;孫厚濤;隗華榮;李繼紅;張靜;張旗;張生林
• 申請（專利權）人: 國家電網有限公司;南瑞集團有限公司;國網電力科學研究院;國網浙江省電力公司;國電南瑞科技股份有限公司;江蘇啟源雷宇電氣科技有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 劉豐

本發明公開了一種基于故障電流磁路約束的直流斷路器，屬于電工技術領域。本發明包括直流斷路器鐵芯部分及開關部分，所述直流斷路器鐵芯部分采用四柱式鐵芯本體，兩路直流繞組以耦合方式分別裝于兩個心柱，兩路直流繞組并接于直流線路正向線路或負向線路，兩路常規直流開關分別串接于兩路繞組回路的出線。本發明能夠在電網正常狀態下，對系統傳輸功率線路電流基本無影響，在發生直流線路接地故障時，能快速并有效開斷故障電流，每個直流開關只需開關直流故障電流一半的故障水平。

技術領域

本發明屬于電工技術領域，尤其涉及一種基于故障電流磁路約束的直流斷路器。

背景技術

隨著電力系統的迅速發展，電網中柔性交直流設備、直流負荷的容量及電壓等級不斷提高，直流短路電流水平不斷增加。部分應用場景下的短路水平已經達到甚至超過當前直流斷路器序列的最大開斷容量，而直流斷路器受限于技術水平、制造水平和成本造價難以在大遮斷容量的需求場景應用，直流短路電流過大已嚴重威脅到交直流設備及直流負荷的安全性，對電網的可靠運行也構成嚴重影響。因此，目前迫切需要一種適用于直流線路、能夠應對較高直流故障電流水平的直流斷路器。

發明內容

本發明的目的是：為了克服現有技術中直流斷路器的遮斷容量限制，提供一種基于故障電流磁路約束的直流斷路器。該直流斷路器能夠適用于適用于直流線路、能夠應對較高直流故障電流水平的直流斷路器，從而滿足不斷提高的直流故障保護需求。

本發明的基本原理在于：依據磁通約束原理，通過磁路耦合將直流開關需開斷的故障電流水平降低一半，在不改造直流斷路器自身結構的前提下實現遮斷容量的提升。

具體地說，本發明采用以下的技術方案來實現的，所述基于故障電流磁路約束的直流斷路器為鐵芯上裝有兩路耦合繞組，兩路耦合繞組以相同的方向卷繞在鐵芯上，兩路耦合繞組各自串接常規直流斷路器（直流開關），兩路并接后接入直流正向線路或直流負向線路。直流開關安裝于本發明直流斷路器本體的線路前端或后端。

上述技術方案的進一步特征在于，兩路直流開關同步動作或不同步動作。即便在兩路直流開關動作時間不同步（存在時間延誤），所述斷路器也可實現兩個直流開關各自開短故障電流的一半。

上述技術方案的進一步特征在于，所述繞組上可并接耦合電容，可調節跳開故障電流時的暫態電氣特性。

本發明的有益效果如下：本發明在電網正常狀態下，對系統傳輸功率及線路電流基本無影響，在發生短路故障時，則能使兩路直流開關耦合作用，在短路瞬間快速開斷故障電流，每個直流開關只需開關直流故障電流一半的故障水平。本發明能夠適用于單回直流線路保護及多回直流線路保護，損耗主要為銅損，其響應速度快，設備結構簡單，易于工程化，可兼顧成本、體積、系統復雜度等性能指標。

附圖說明

圖1為本實施例的結構原理圖。

圖2 為考慮耦合電容后的本實施例的結構原理圖。

圖3為本實施例的仿真模型圖。

圖4為本實施例的開斷電流的仿真結果圖。

圖5為單一直流斷路器的仿真模型圖。

圖6為單一直流斷路器的開斷電流的仿真結果圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。

實施例1：

本發明的一個實施例，公開了一種基于故障電流磁路約束的直流斷路器。