[發明專利]一種發電機出口大容量快速斷路器

有效

• 申請號: 202110243330.3
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN113013839B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 榮命哲;吳益飛;楊飛;吳翊;紐春萍;程子月
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02H7/06
• 分類號: H02H7/06
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

本發明提出一種發電機出口大容量快速斷路器，所述發電機出口斷路器三相結構相同且獨立。以一相為例有額定通流模塊、轉移模塊、限流模塊、快速開斷模塊。所述轉移、限流、快速開斷模塊串聯后與額定通流模塊并聯。所述轉移模塊由磁耦合與電力電子組件串聯。所述限流模塊與電力電子組件并聯。所述額定通流模塊由快速斷路器組成。當系統短路故障時，額定通流模塊打開，電流轉至轉移模塊，限流模塊限流，快速開斷模塊完成電流開斷。本發明提出大容量快速斷路器方案解決了電力電子器件超大電流關斷問題，顯著提高開斷能力，避免使用更高功率電力電子器件降低成本，使得所述斷路器具備通流容量大，散熱好，短路電流關斷能力強，可靠性高，快速限流能力。

技術領域

本發明屬于電氣設備技術領域，尤其涉及一種發電機出口大容量快速斷路器，通過設計轉移模塊、限流模塊以及快速開斷模塊開發了一種關斷能力強，可靠性高，實現快速限流的大容量快速斷路器。

背景技術

傳統發電機出口斷路器通常為六氟化硫斷路器，六氟化硫斷路器存在開斷時間長，短路電流峰值過大，進而造成較大的系統沖擊，對系統內其他元器件容易造成不可估量的損失。隨著供電系統的進一步發展，需要開斷的電流等級不斷提高，這對發電機出口斷路器的關斷能力提出了更高的要求，傳統六氟化硫斷路器存在的弊端更加顯現，不可忽視。在這種應用背景下，發電機出口斷路器必須具備超大電流關斷能力，可靠性高、快速限流等特點。因此，本發明提出了一種新型的發電機出口大容量快速斷路器，包括轉移模塊、限流模塊以及快速開斷模塊，可實現短路電流的快速限流和開斷，適用于大容量發電機出口短路故障的快速保護。

在背景技術部分中公開的上述信息僅僅用于增強對本發明背景的理解，因此可能包含不構成在本國中本領域普通技術人員公知的現有技術的信息。

發明內容

針對上述現有技術存在的不足或缺陷，本發明的目的在于提供一種新型的發電機出口大容量快速斷路器。通過對轉移模塊、限流模塊以及快速開斷模塊的設計，利用磁耦合模塊換流到電力電子組件，利用電流轉移過程電力電子器件暫態通斷給吸收電容存儲電壓；當電力電子器件需要關斷超大電流時，先控制半控型器件放電，輔助電流轉移，并最終通過限流模塊將電流限制在一定大小后通過快速開斷模塊開斷。解決了電力電子器件超大電流關斷的問題，顯著提高開斷能力，避免使用更高功率電力電子器件，降低制造成本，使得所述發電機出口大容量快速斷路器具備，通流容量大，散熱好，短路電流開斷關斷能力強，可靠性高，實現快速限流的能力。

本發明的目的是通過以下技術方案予以實現。

本發明的一方面，一種發電機出口大容量快速斷路器，所述發電機出口斷路器的三相結構相同，以其中一相為例，包括額定通流模塊、轉移模塊、限流模塊、快速開斷模塊這四個部分。所述轉移模塊、限流模塊、快速開斷模塊串聯后與額定通流模塊并聯。所述轉移模塊由磁耦合模塊與電力電子組件串聯組成。所述磁耦合模塊原邊為多個串聯，副邊為一個或多個串并聯的結構。所述限流模塊與電力電子組件并聯，是并聯在每個電力電子組件兩端或者整個電力電子組件兩端。所述電力電子組件由緩沖吸收支路、二極管、全控型電力電子器件，是電力電子器件級聯或橋式串聯組成。所述快速開斷模塊由快速斷路器組成，其斷口滅弧為介質為真空，六氟化硫，或者環保滅弧介質，斷口為一個或多個的串并聯。當系統發生短路故障時，額定通流模塊打開，電流轉至轉移模塊，限流模塊完成限流，最終由快速開斷模塊完成電流開斷。所述額定通流模塊組成電路1。所述轉移模塊包括磁耦合模塊及電力電子組件部分。所述磁耦合模塊包括副邊電路2及原邊電路3，原邊串聯了半控型電力電子器件。所述磁耦合模塊原邊為多個串聯，副邊為一個或多個串并聯的結構。所述電力電子組件部分由吸收緩沖支路、二極管、全控型電力電子器件并聯，是電力電子器件級聯或橋式串聯組成。所述二極管包括二極管VD1,VD2,VD3,VD4組成的電路4,5,6,7；所述全控型電力電子器件組成的電路8。所述吸收緩沖支路包括二極管組成的電路9，電容組成的電路11，半控型器件組成的電路10；所述限流模塊的限流電阻組成的電路12，所述快速開斷模塊的快速斷路器組成的電路13。