一种组合式高压直流断路器制造技术

本发明专利技术提供一种组合式高压直流断路器，断路器左侧连接电感，电感左侧连接多电平换流器，断路器包括隔离开关、第一主动短路式断流开关、第二主动短路式断流开关、直流母线和分断单元，隔离开关下端连接第一主动短路式断流开关，第一主动短路式断流开关下端连接第二主动短路式断流开关，隔离开关右端连接直流母线，电感右端连接直流母线，直流母线右侧连接数个分断单元，每一个分断单元连接一个直流线路，本发明专利技术设计合理，使用方便，采用分断结构的设置，安全性和稳定性好，在保证直流故障处理速度的前提下大大降低设备投资，降低了成本，有很好的应用前景。

A combined high voltage DC circuit breaker

【技术实现步骤摘要】
一种组合式高压直流断路器
本专利技术涉及断路器领域，具体涉及一种组合式高压直流断路器。
技术介绍
为了解决新能源并网与消纳问题，基于电压源换流器(voltagesourceconverter，VSC)的直流电网技术已经成为目前学术研究的热点。与基于电网换相换流器(line-commutatedconverter，LCC)的高压直流(highvoltagedirectcurrent，HVDC)输电技术相比，VSC-HVDC具有不存在换相失败问题、有功功率与无功功率可独立调节、可为无源网络供电等优势；同时其更容易实现潮流翻转，因此更适合构成多端直流系统，有利于提高可再生能源的利用率。相比于交流电网，直流电网的阻尼相对较低，其故障发展更快，控制保护的难度更大。在现有的MMC-HVDC工程中，MMC多由半桥子模块(halfbridgeSM，HBSM)构成。HBSM需要的电力电子器件少，造价经济，但由于其不具有直流故障自清除能力，因此直流线路需采用低故障率但造价昂贵的直流电缆线路。若将此拓扑用于多端直流输电系统以及直流电网，会使工程总体造价较为昂贵。因此，研究一种适用于架空线路且具有直流故障处理能力的MMC-HVDC系统显得尤为必要。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决上述不足，提供一种组合式高压直流断路器。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种组合式高压直流断路器，断路器左侧连接电感，电感左侧连接多电平换流器，断路器包括隔离开关、第一主动短路式断流开关、第二主动短路式断流开关、直流母线和分断单元，隔离开关下端连接第一主动短路式断流开关，第一主动短路式断流开关下端连接第二主动短路式断流开关，隔离开关右端连接直流母线，电感右端连接直流母线，直流母线右侧连接数个分断单元，每一个分断单元连接一个直流线路。分断单元包括超快速机械开关、电流转移开关和辅助放电电路，超快速机械开关连接电流转移开关，电流转移开关连接辅助放电电路。第二主动短路式断流开关下端接地。辅助放电电路包括辅助放电开关和电阻器，辅助放电开关连接电阻器。本专利技术具有如下有益的效果：本专利技术设计合理，使用方便，采用分断结构的设置，安全性和稳定性好，在保证直流故障处理速度的前提下大大降低设备投资，降低了成本，有很好的应用前景。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术的分断单元结构。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的说明：如图1和图2所示，一种组合式高压直流断路器，断路器3左侧连接电感2，电感2左侧连接多电平换流器1，断路器3包括隔离开关4、第一主动短路式断流开关5、第二主动短路式断流开关6、直流母线12和分断单元7，隔离开关4下端连接第一主动短路式断流开关5，第一主动短路式断流开关5下端连接第二主动短路式断流开关6，隔离开关4右端连接直流母线12，电感2右端连接直流母线12，直流母线12右侧连接数个分断单元7，每一个分断单元7连接一个直流线路4。分断单元7包括超快速机械开关8、电流转移开关9和辅助放电电路，超快速机械开关8连接电流转移开关9，电流转移开关9连接辅助放电电路。第二主动短路式断流开关6下端接地。辅助放电电路包括辅助放电开关10和电阻器11，辅助放电开关10连接电阻器11。工作原理：组合式高压直流断路器的直流故障处理策略，主要包括如下步骤：1）直流线路t0时刻发生接地故障，系统在t1时刻检测到故障电流后，立刻对主动短路式断流开关以及辅助放电开关施加闭合信号。两开关立刻完成闭合，其与系统连接处的电压下降至0，电流转移开关两端承受电压可忽略不计。此时换流器直流侧流出的电流将分别流入故障点、辅助放电电路以及主动短路式断流开关，电流的分配依各支路的等效电阻而定。2）经过短暂延时，在t2时刻对电流转移开关内的IGBT施加关断信号，电流迅速下降至零。此时，换流器直流侧流出的电流仅流入主动短路式断流开关，实现了故障点和换流器之间的初步隔离。直流线路中的剩余能量将通过辅助放电电路和故障点之间的回路实现泄放，有效抑制了线路可能产生的过电压对电流转移开关的威胁。3）电流转移开关完成电流开断后，对超快速机械开关施加开断信号。开断动作存在一定的延时，在t3时刻，超快速机械开关完成开断动作，实现了换流器与故障线路的物理隔离。4）超快速机械开关打开后，在t4时刻，对主动短路式断流开关内的IGBT施加关断信号，系统剩余能量将通过开关内的避雷器泄放。当流过主动短路式断流开关的电流降低至零时(t5时刻)，直流故障彻底清除、隔离。t1—t2间隔为250ms，t2—t3间隔为2ms，t3—t4间隔为50ms，t4—t5间隔为1~2ms。因此，整个过程的时间在5ms之内，与目前主流的混合式高压直流断路器的处理速度相当，满足直流系统的安全稳定要求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合式高压直流断路器，其特征在于：断路器左侧连接电感，电感左侧连接多电平换流器，断路器包括隔离开关、第一主动短路式断流开关、第二主动短路式断流开关、直流母线和分断单元，隔离开关下端连接第一主动短路式断流开关，第一主动短路式断流开关下端连接第二主动短路式断流开关，隔离开关右端连接直流母线，电感右端连接直流母线，直流母线右侧连接数个分断单元，每一个分断单元连接一个直流线路。/n

【技术特征摘要】
1.一种组合式高压直流断路器，其特征在于：断路器左侧连接电感，电感左侧连接多电平换流器，断路器包括隔离开关、第一主动短路式断流开关、第二主动短路式断流开关、直流母线和分断单元，隔离开关下端连接第一主动短路式断流开关，第一主动短路式断流开关下端连接第二主动短路式断流开关，隔离开关右端连接直流母线，电感右端连接直流母线，直流母线右侧连接数个分断单元，每一个分断单元连接一个直流线路。


2.根据权利要求1所述的一种组...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘方旭，
申请(专利权)人：烟台宇博和园生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37