基于耦合电抗的中压混合式直流断路器开关柜制造技术

本申请实施例提供一种基于耦合电抗的中压混合式直流断路器开关柜，包括：设置有通流支路单元的主开关柜的和设置有转移与耗能支路单元的辅助开关柜。本申请能够提高直流断路器的运行可靠性和各个部件拆卸、安装、检修和维护的便捷性。维护的便捷性。维护的便捷性。

【技术实现步骤摘要】
基于耦合电抗的中压混合式直流断路器开关柜


[0001]本申请涉及电气控制领域，具体涉及一种基于耦合电抗的中压混合式直流断路器开关柜。

技术介绍

[0002]光伏、风电等新能源发电技术的发展和储能技术的进步为中压直流系统提供了典型的应用场景。而高性能直流断路器可快速切断故障电流并隔离故障点，是构建多端直流输电系统或直流电网的关键设备之一。根据直流断路器的技术路线不同，一般可将直流断路器分为固态式、机械式和混合式三种类型。混合式直流断路器兼顾了机械式低损耗的特点和固态式快速性的优势，进而得到了国内外学者的广泛关注与研究，其一般包含通流支路、转移支路和耗能支路。
[0003]相比于交流断路器，混合式直流断路器所包含的元部件较多。因而在中压领域，混合式直流断路器开关柜的构成也更为复杂，一般至少需要两个柜体才能组成一套完整的直流断路器开关柜，因此存在安装检修不便、支路接线复杂、体积较大等问题。
[0004]由此，本专利技术人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种基于耦合电抗的中压混合式直流断路器开关柜，以克服现有技术的缺陷。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的问题，本申请提供一种基于耦合电抗的中压混合式直流断路器开关柜，能够提高直流断路器的运行可靠性和各个部件拆卸、安装、检修和维护的便捷性。
[0006]为解决上述技术问题，本申请提供以下技术方案：
[0007]第一方面，本申请提供一种基于耦合电抗的中压混合式直流断路器开关柜，包括：设置有通流支路单元的主开关柜的和设置有转移与耗能支路单元的辅助开关柜；
[0008]所述主开关柜中设置有控制室、隔刀室、手车室以及母线室，所述控制室、隔刀室、手车室自上而下分别设置于所述主开关柜的前部区域，所述母线室设置于所述主开关柜的后部区域；
[0009]所述辅助开关柜设置有耦合室、二极管室、耗能室、IGBT室以及隔离室，所述耦合室、二极管室、耗能室、IGBT室自上而下分别设置于所述辅助开关柜的前部区域，所述隔离室设置于所述辅助开关柜的后部区域。
[0010]进一步地，所述控制室设置有控制机箱，所述隔刀室设置有隔刀电动机构，所述手车室设置有带手车的快速机械开关，所述母线室设置有进线侧套管、进线侧隔刀刀闸、通流支路电流测量装置、转移与耗能支路电流测量装置、快速机械开关触头盒、直流电压测量装置以及直流母线避雷器。
[0011]进一步地，所述耦合室设置有耦合电抗、脉冲电容以及放电开关，所述二极管室设置有二极管组件，所述耗能室设置有耗能避雷器，所述IGBT室设置有IGBT组件，所述隔离室设置有进线侧隔离开关、出线侧隔离开关、隔离变压器、供能变压器以及出线套管。
[0012]进一步地，所述带手车的快速机械开关连接设置在所述进线侧隔刀刀闸之后，以构成所述直流断路器的通流支路。
[0013]进一步地，所述IGBT组件与所述耗能避雷器并联后接于所述二极管组件构成的整流桥内，所述二极管组件构成的整流桥外和所述耦合电抗串联于所述进线侧隔离开关和所述出线侧隔离开关之间，以构成所述直流断路器的转移与耗能支路。
[0014]进一步地，所述控制机箱通过光纤与所述带手车的快速机械开关、所述IGBT组件以及所述放电开关信号连接。
[0015]进一步地，所述隔离变压器、所述供能变压器与脉冲电容以及所述IGBT组件电气连接。
[0016]进一步地，所述主开关柜和所述辅助开关柜一体连接。
[0017]由上述技术方案可知，本申请提供一种基于耦合电抗的中压混合式直流断路器开关柜，通过不在通流支路中设置电力电子开关和主、辅两面开关柜并柜设计，减小了直流断路器的长期导通损耗，能够提高直流断路器的运行可靠性，同时通过将不同功能的部件布置于不同的区域，以使各区域之间相对独立，能够提高各个部件拆卸、安装、检修和维护的便捷性。
[0018]本专利技术所提出的一种基于耦合电抗的中压混合式直流断路器开关柜，其电流开断过程如下：在正常运行状态下，所述主开关柜的通流支路单元处于合闸状态，直流电流只流经所述快速机械开关。当直流断路器开关柜需要分断直流电流时，首先，向所述快速机械开关和所述IGBT组件分别发生分闸指令和导通指令；待所述快速机械开关触头分离并燃弧时，触发导通所述耦合室的的放电开关；之后，所述快速机械开关的电流将迅速减小并熄灭。此时，直流电流将全部转移至所述辅助开关柜的转移支路单元。当所述快速机械开关断口间可以耐受暂态开断过电压后，将所述IGBT室的IGBT组件关断，则直流电流将瞬间换流至所述耗能支路。此后，直流电流被所述耗能避雷器泄放，直流电流将逐步衰减至零。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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。
[0020]图1为本申请所述基于耦合电抗的中压混合式直流断路器开关柜的电路拓扑示意图；
[0021]图2为本申请所述基于耦合电抗的中压混合式直流断路器开关柜的右视图；
[0022]图3为本申请所述基于耦合电抗的中压混合式直流断路器开关柜的左视图；
[0023]图4为现有技术中的混合式直流断路器典型电路拓扑示意图；
[0024]图5a至图5c为本申请所述基于耦合电抗的中亚混合式直流断路器开关柜的开断过程。
[0025][符号说明][0026]1‑
通流支路单元
[0027]11
‑
进线侧套管
[0028]12
‑
进线侧隔刀
[0029]121
‑
隔刀电动机构
[0030]122
‑
隔刀刀闸
[0031]13
‑
带手车的快速机械开关
[0032]14
‑
直流电压测量装置
[0033]15
‑
直流母线避雷器
[0034]16
‑
控制机箱
[0035]17
‑
转移与耗能支路电流测量装置
[0036]18
‑
通流支路电流测量装置
[0037]19
‑
触头盒
[0038]20
‑
电力电子开关
[0039]2‑
转移与耗能支路单元
[0040]21
‑
进线侧隔离开关
[0041]22
‑
耦合单元
[0042]221
‑
脉冲电容
[0043]222
‑
放电开关
[0044]223
‑
耦合电抗
[0045]23
‑
二极管组件
[0046]24
‑
耗能避雷器...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于耦合电抗的中压混合式直流断路器开关柜，其特征在于，包括设置有通流支路单元的主开关柜的和设置有转移与耗能支路单元的辅助开关柜；所述主开关柜中设置有控制室、隔刀室、手车室以及母线室，所述控制室、隔刀室、手车室自上而下分别设置于所述主开关柜的前部区域，所述母线室设置于所述主开关柜的后部区域；所述辅助开关柜设置有耦合室、二极管室、耗能室、IGBT室以及隔离室，所述耦合室、二极管室、耗能室、IGBT室自上而下分别设置于所述辅助开关柜的前部区域，所述隔离室设置于所述辅助开关柜的后部区域。2.根据权利要求1所述的基于耦合电抗的中压混合式直流断路器开关柜，其特征在于，所述控制室设置有控制机箱，所述隔刀室设置有隔刀电动机构，所述手车室设置有带手车的快速机械开关，所述母线室设置有进线侧套管、进线侧隔刀刀闸、通流支路电流测量装置、转移与耗能支路电流测量装置、快速机械开关触头盒、直流电压测量装置以及直流母线避雷器。3.根据权利要求2所述的基于耦合电抗的中压混合式直流断路器开关柜，其特征在于，所述耦合室设置有耦合电抗、脉冲电容以及放电开关，所述二极管室设置有二极管组件，所述耗能室设置有耗能避雷器，所述I...

【专利技术属性】
技术研发人员：封磊，李树平，赵朝伟，李超，甄宏亮，
申请(专利权)人：中国西电电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：