一种直流断路器测试电压生成电路及生成方法技术

本发明专利技术提供了一种直流断路器测试电压生成电路及生成方法，该电路包括：第一充电电路、第二充电电路、第一支撑电容、第二支撑电容、测试电压生成电路，第一充电电路与第一支撑电容并联后接至测试电压生成电路的一端，第二充电电路与第二支撑电容并联后接至测试电压生成电路的另一端，第一支撑电容与第二支撑电容接地，通过测试电压生成电路动作将第二支撑电容上的第二预设电压释放至以第一预设电压充电的第一支撑电容，生成测试电压加载至待测直流断路器试品。该测试电压的波形满足电压上升速度快、电压峰值持续时间长的特点，可提供同实际运行工况相当的高电压强度、电压变化率强度的电压波形，保障了直流断路器耐压测试结果的准确性。

A DC Circuit Breaker Test Voltage Generating Circuit and Its Generating Method

The invention provides a test voltage generating circuit and a generating method for a DC circuit breaker. The circuit includes a first charging circuit, a second charging circuit, a first supporting capacitor, a second supporting capacitor and a test voltage generating circuit. The first charging circuit is connected in parallel with the first supporting capacitor and then connected to one end of the test voltage generating circuit. The second charging circuit is connected in parallel with the second supporting capacitor. Connected to the other end of the test voltage generating circuit, the first supporting capacitor and the second supporting capacitor are grounded. The second preset voltage on the second supporting capacitor is released to the first supporting capacitor charged by the first preset voltage through the action of the test voltage generating circuit, and the test voltage is loaded to the test sample of the DC circuit breaker to be tested. The waveform of the test voltage satisfies the characteristics of fast rising speed and long duration of peak voltage. It can provide the voltage waveform of high voltage intensity and voltage change rate intensity equivalent to the actual operation condition, and ensure the accuracy of the test results of DC circuit breaker withstanding voltage.

【技术实现步骤摘要】
一种直流断路器测试电压生成电路及生成方法
本专利技术涉及电力电子器件领域，具体涉及一种直流断路器测试电压生成电路及生成方法。
技术介绍
高压直流断路器是直流电网建设的重要基础和关键性设备之一，其中，混合式高压直流断路器应用最为广泛。对直流断路器进行对地暂时电压耐受试验主要是为了检验直流断路器短时耐受过电压的能力，是保障直流电路器及直流电网的安全运行的重要基础。直流断路器在实际应用中所承受的过电压波形具有电压上升速度快、电压峰值持续时间长的特点，通常，直流断路器所承受过电压的近似电压波形为峰值超1000kV，电压波形上升时间小于20μs，电压峰值持续时间不低于50ms的方波，之后降低至500kV，如图1所示，因而对产生测试电压的实验装置的要求较高，目前，传统的冲击电压试验装置输出的电压波形满足电压上述速度快的特点，但是电压峰值的持续时间较短，半波时间往往为几个毫秒，无法保持50ms；而直流耐压试验装置则可以使得电压峰值的保持时间满足要求，但是电压上升速率较慢，电压上升时间需要数十秒，二者均无法完全模拟直流断路器真实的过电压的情况，进而影响直流断路器耐压测试结果的准确性。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种直流断路器测试电压生成电路及生成方法，以克服现有技术中的测试电压波形与直流断路器真实承受的过电压波形存在较大的差异，进而直流断路器耐压测试结果的准确性的问题。本专利技术实施例提供了一种直流断路器测试电压生成电路，包括：第一充电电路、第二充电电路、第一支撑电容、第二支撑电容、测试电压生成电路，其中，所述第一充电电路与所述第一支撑电容并联，用于为所述第一支撑电容充电至第一预设电压；所述第二充电电路与所述第二支撑电容连接，用于为所述第二支撑电容充电至第二预设电压，所述第二预设电压大于所述第一预设电压；所述测试电压生成电路分别与所述第一支撑电容及所述第二支撑电容的一端连接，所述第一支撑电容的另一端与所述第二支撑电容的另一端连接后接地；待测直流断路器试品与所述第一支撑电容并联；所述测试电压生成电路动作将所述第二支撑电容的第二预设电压释放至所述第一支撑电容，在所述第一支撑电容生成所述待测直流断路器试品的测试电压。可选地，所述第一充电电路包括：第一直流电源及与所述第一直流电源串联的第一隔离开关。可选地，所述第二充电电路包括：第二直流电源及与所述第二直流电源串联的第二隔离开关。可选地，所述第一直流电源为直流耐压试验装置。可选地，所述第二直流电源为直流耐压试验装置。可选地，所述测试电压生成电路包括：点火球隙及与所述点火球隙连接的释放电阻，所述点火球隙通过所述释放电阻将所述第二支撑电容上的第二预设电压释放至所述第一支撑电容。可选地，所述直流断路器测试电压生成电路还包括：电压释放电路，所述电压释放电路与所述待测直流断路器试品并联，用于对所述待测直流断路器试品两端的电压进行放电。可选地，所述电压释放电路包括：第三开关和放电电阻，所述第三开关与所述放电电阻串联后接地。本专利技术实施例还提供了一种直流断路器测试电压生成方法，该直流断路器测试电压生成方法应用于本专利技术另一实施例及其任一可选实施方式中所述的直流断路器测试电压生成电路，包括：将待测直流断路器试品接至所述第一支撑电容的两端，对所述待测直流断路器试品的二次板卡供电；所述第一充电电路给所述第一支撑电容充电至所述第一预设电压，所述第二充电电路给所述第二支撑电容充电至所述第二预设电压；所述测试电压生成电路动作将所述第二预设电压释放至所述第一支撑电容，所述第一支撑电容生成所述测试电压加载至所述待测直流断路器试品的两端。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术实施例提供的直流断路器测试电压生成电路，包括：第一充电电路、第二充电电路、第一支撑电容、第二支撑电容、测试电压生成电路，通过测试电压生成电路动作将第二充电电路充至第二支撑电容上的第二预设电压释放至第一充电电路以第一预设电压充电的第一支撑电容，在第一支撑电容上生成测试电压加载至待测直流断路器试品。使得所产生的测试电压的波形满足电压上升速度快、电压峰值持续时间长的特点，可提供同实际运行工况相当的高电压强度、电压变化率强度的电压波形，进而保障了直流断路器耐压测试结果的准确性。2.本专利技术实施例提供的直流断路器测试电压生成方法，通过第一充电电路在第一支撑电容上维持电压试验波形要求的前期持续电压，第二充电电路在第二支撑电容上提供较高的电压，然后通过测试电压生成电路动作，将第二支撑电容上的高电压以一定速率施加至第一支撑电容上，进而施加在待测直流断路器试品两端，从而通过对测试电压生成电路动作的控制，实现两个电压的复合，进而在待测直流断路器试品两端产生满足电压上升速度快、电压峰值持续时间长特点的测试电压波形，可提供同实际运行工况相当的高电压强度、电压变化率强度的电压波形，进而保障了直流断路器耐压测试结果的准确性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例中测试电压的标准波形示意图；图2为本专利技术实施例中混合式高压直流断路器的结构示意图；图3为本专利技术实施例中直流断路器测试电压生成电路的结构示意图；图4为本专利技术实施例中直流断路器测试电压生成电路的另一结构示意图；图5为本专利技术实施例中直流断路器测试电压生成电路生成的测试电压的仿真波形图；图6为本专利技术实施例中直流耐压装置生成的测试电压波形图；图7为本专利技术实施例中冲击试验装置生成的测试电压波形图；图8为本专利技术实施例中直流断路器测试电压生成方法的流程图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。实施例1混合式高压直流断路器是高压直流断路器的主流技术路线，如图2所示，混合式高压直流断路器11由主支路101、转移支路102以及耗能支路103并联组成。主支路101由快速机械开关和少量电力电子模块串联组成，转移支路102由大量电力电子模块串联组成，耗能支路103由避雷器组串并联组成。其中，主支路101用于导通直流系统电流；转移支路102用于短时承载直流系统短路电流，并通过换流将电容串入故障回路，建立瞬态开断电压；耗能支路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流断路器测试电压生成电路，其特征在于，包括：第一充电电路(1)、第二充电电路(2)、第一支撑电容(C1)、第二支撑电容(C2)、测试电压生成电路(3)，其中，所述第一充电电路(1)与所述第一支撑电容(C1)并联，用于为所述第一支撑电容(C1)充电至第一预设电压；所述第二充电电路(2)与所述第二支撑电容(C2)连接，用于为所述第二支撑电容(C2)充电至第二预设电压，所述第二预设电压大于所述第一预设电压；所述测试电压生成电路(3)分别与所述第一支撑电容(C1)及所述第二支撑电容(C2)的一端连接，所述第一支撑电容(C1)的另一端与所述第二支撑电容(C2)的另一端连接后接地；待测直流断路器试品(4)与所述第一支撑电容(C1)并联；所述测试电压生成电路(3)动作将所述第二支撑电容(C2)的第二预设电压释放至所述第一支撑电容(C1)，在所述第一支撑电容(C1)生成所述待测直流断路器试品(4)的测试电压。

【技术特征摘要】
1.一种直流断路器测试电压生成电路，其特征在于，包括：第一充电电路(1)、第二充电电路(2)、第一支撑电容(C1)、第二支撑电容(C2)、测试电压生成电路(3)，其中，所述第一充电电路(1)与所述第一支撑电容(C1)并联，用于为所述第一支撑电容(C1)充电至第一预设电压；所述第二充电电路(2)与所述第二支撑电容(C2)连接，用于为所述第二支撑电容(C2)充电至第二预设电压，所述第二预设电压大于所述第一预设电压；所述测试电压生成电路(3)分别与所述第一支撑电容(C1)及所述第二支撑电容(C2)的一端连接，所述第一支撑电容(C1)的另一端与所述第二支撑电容(C2)的另一端连接后接地；待测直流断路器试品(4)与所述第一支撑电容(C1)并联；所述测试电压生成电路(3)动作将所述第二支撑电容(C2)的第二预设电压释放至所述第一支撑电容(C1)，在所述第一支撑电容(C1)生成所述待测直流断路器试品(4)的测试电压。2.根据权利要求1所述的直流断路器测试电压生成电路，其特征在于，所述第一充电电路(1)包括：第一直流电源(DC1)及与所述第一直流电源(DC1)串联的第一隔离开关(K1)。3.根据权利要求1所述的直流断路器测试电压生成电路，其特征在于，所述第二充电电路(2)包括：第二直流电源(DC2)及与所述第二直流电源(DC2)串联的第二隔离开关(K2)。4.根据权利要求2所述的直流断路器测试电压生成电路，其特征在于，所述第一直流电源(DC1)为直流耐压试验装置。5.根据权利要求3所述的直流断...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭贤珊，王高勇，王秀环，周军川，孙立波，李景波，宁志彦，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，全球能源互联网研究院有限公司，国网冀北电力有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11