用于高压直流断路器运行试验的试验装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于高压直流断路器运行试验的试验装置，其包括：直流充电电源DC，第一T形电路模块，第二T形电路模块，放电电路模块和采集模块，第一T形电路模块和第二T形电路模块左侧连接直流充电电源DC，右侧连接放电电路模块和直流断路器试品，直流充电电源DC用于为第一T形电路模块和第二T形电路模块充电，第一T形电路模块和第二T形电路模块用于向直流断路器试品放电进行高压直流断路器运行试验；放电电路模块用于泄放残余电荷；采集模块用于采集试验装置和直流断路器试品的数据。两组试验回路互不影响，参数调整灵活，使用真空断路器作为充电和合闸开关，成本低、无需考虑隔离阀的反向耐压问题、设备可靠性更高、不易损坏。

【技术实现步骤摘要】
用于高压直流断路器运行试验的试验装置及试验方法
本专利技术属于直流断路器试验
，特别是涉及一种用于高压直流断路器运行试验的试验装置及试验方法。
技术介绍
直流断路器是直流电网的核心设备之一。在直流系统中，作为主保护装置，直流断路器需在数毫秒内完成故障电流开断，并且快速、可靠实现故障线路的隔离及重合。直流断路器旨在保障健全系统的安全持续运行，提高直流电网可靠性。此外，直流断路器应具备带电投切能力，以实现换流站在直流电网中灵活投退。因此，直流断路器是保障直流电网的安全、可靠和持续运行的关键设备。高压直流断路器的工作原理和运行条件均有别于传统的交流断路器以及中低压应用领域的直流断路器，迄今为止其电气试验尚没有可以参照的国际或国家标准。为验证直流断路器设计的合理性和正确性，准确反映直流断路器电、热与机械等性能，亟待设计直流断路器试验技术相关的试验装置和试验方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种用于高压直流断路器运行试验的试验装置，运用本试验装置可以完成直流断路器的电流开断试验、电流关合试验、重合闸试验。为实现本专利技术的目的，本专利技术采用如下的技术方案。一种用于高压直流断路器运行试验的试验装置，其包括：直流充电电源，第一T形电路模块，第二T形电路模块，放电电路模块和采集模块，直流充电电源的正极与第一T形电路模块和第二T形电路模块的第一端相连接，直流充电电源的负极与第一T形电路模块和第二T形电路模块的第三端相连接并接地，放电电路模块的一端与第一T形电路模块和第二T形电路模块的第二端相连接，放电电路模块的另一端与第一T形电路模块和第二T形电路模块的第三端相连接，直流断路器试品与放电电路模块并联连接；直流充电电源用于为第一T形电路模块和第二T形电路模块充电，第一T形电路模块和第二T形电路模块用于向直流断路器试品放电进行高压直流断路器运行试验；放电电路模块用于泄放残余电荷；采集模块用于采集试验装置和直流断路器试品的数据。优选地，第一T形电路模块包括第一充电开关、第一合闸开关、第一电感器和第一电容器；第一充电开关的一端与直流充电电源的正极相连接，另一端与第一电容器的正极相连接，第一合闸开关与第一电感器串联，该串联支路的一端与第一电容器的正极相连接，另一端与直流断路器试品相连接；第二T形电路模块包括第二充电开关、第二合闸开关、第二电感器和第二电容器；第二充电开关的一端与直流充电电源的正极相连接，另一端与第二电容器的正极相连接，第二合闸开关与第二电感器串联，该串联支路的一端与第二电容器的正极相连接，另一端与直流断路器试品相连接。优选地，第一充电开关、第二充电开关、第一合闸开关和第二合闸开关是真空断路器。优选地，采集模块是数字光纤采集模块，用于采集试验装置产生的电流、直流断路器试品三条支路的电流、直流断路器试品的动作指令、直流断路器试品的端间电压。本专利技术还提供了一种基于所述试验装置的高压直流断路器电流开断试验方法，包括以下步骤：步骤1，分闸第二充电开关、第一合闸开关、第二合闸开关和放电开关，合闸第一充电开关和直流断路器；步骤2，启动采集模块，启动直流充电电源，对第一电容器充电至设定的电压，分闸第一充电开关；步骤3，闭合第一合闸开关，第一电容器通过第一电抗器进行放电，电流上升，数ms后直流断路器触发本体过流保护，执行分闸操作，使用采集模块采集试验数据；步骤4，闭合放电开关，通过放电电阻R泄放残余电荷，完成1次直流断路器开断过程；步骤5，重复步骤1至步骤4设定次数，完成直流断路器电流开断试验。本专利技术还提供了一种基于所述试验装置的高压直流断路器电流关合试验方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，分闸第二充电开关、第二合闸开关、放电开关和直流断路器，合闸第一充电开关和第一合闸开关；步骤2，启动采集模块，启动直流充电电源对第一电容器充电至设定的电压，分闸第一充电开关；步骤3，合闸直流断路器，第一电容器通过第一电抗器进行放电，电流上升，采集模块采集试验数据；步骤4，闭合放电开关，通过放电电阻R泄放残余电荷，完成一次直流断路器电流关合过程；步骤5，重复步骤1至步骤4设定次数，完成直流断路器电流关合试验。本专利技术还提供了一种基于所述试验装置的高压直流断路器重合闸试验方法，包括以下步骤：步骤1，分闸第二充电开关、第一合闸开关、第二合闸开关、放电开关，合闸第一充电开关和直流断路器；步骤2，启动采集模块，启动直流充电电源对第一电容器充电至指定电压，然后分闸第一充电开关，合闸第二充电开关，直流充电电源对第二电容器充电至指定电压，然后分闸第二充电开关；步骤3，闭合第一合闸开关，第一电容器通过第一电抗器进行放电，电流上升，数ms后直流断路器触发本体过流保护，执行分闸操作，采集模块采集试验数据；步骤4，经过要求的时间间隔后，顺次分闸第一合闸开关，合闸第二合闸开关，再经数百ms后，执行直流断路器重合闸操作，采集模块采集试验数据；步骤5，闭合放电开关，通过放电电阻R泄放残余电荷，完成一次直流断路器重合闸过程；步骤6，重复步骤1至步骤5设定次数，完成直流断路器重合闸试验。本专利技术还提供了一种基于所述试验装置的直流断路器运行试验方法，包括以下步骤：使用权利要求5所述的高压直流断路器电流开断试验方法，进行电流开断试验；使用权利要求6所述的高压直流断路器电流关合试验方法，进行电流关合试验；使用权利要求7所述的高压直流断路器重合闸试验方法，进行重合闸试验；电流开断试验、电流关合试验、重合闸试验的顺序可以任意排列。与现有技术相比，本专利技术提供的试验装置和试验方法的有益效果至少包括：运用本试验装置可以完成直流断路器的电流开断试验、电流关合试验、重合闸试验。本专利技术的试验装置相当于使用了两组单独的T形电路模块，可以分别单独设置电容值、电感值及充电电压，可以更加灵活更加方便的控制两组振荡回路的放电参数，互不影响。使用电阻器作为放电电阻，有益效果至少有两个，一是试验后通过放电电阻泄放残余电荷，二是在电容充电过程中发现直流断路器试品存在故障，通过放电电阻泄放电容的能量，在任何电压下都可以通过放电电阻泄放电容的能量，相较于其它有动作门槛的保护装置更加灵活便利。使用真空断路器作为充电开关和合闸开关的优选实施方式，相较于采用采用晶闸管等电子开关，不需要使用顺控时序的方式进行电流开断试验，在试验系统对晶闸管发出合闸指令后还需要向直流断路器发出分闸指令，直流断路器严格按照动作时序执行分闸指令，因此使用真空断路器作为优选实施方式，成本低、无需考虑隔离阀的反向耐压问题、设备可靠性更高、不易损坏。附图说明图1是本专利技术的用于高压直流断路器运行试验的试验装置；图2是本专利技术的基于所述试验装置的直流断路器电流开断试验方法流程图；图3是本专利技术的基于所述试验装置的直流断路器电流关合试验方法流程图；图4是本专利技术的基于所述试验装置的直本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高压直流断路器运行试验的试验装置，其包括：直流充电电源(DC)，第一T形电路模块，第二T形电路模块，放电电路模块和采集模块，其特征在于，/n直流充电电源(DC)的正极与第一T形电路模块和第二T形电路模块的第一端相连接，直流充电电源(DC)的负极与第一T形电路模块和第二T形电路模块的第三端相连接并接地，放电电路模块的一端与第一T形电路模块和第二T形电路模块的第二端相连接，放电电路模块的另一端与第一T形电路模块和第二T形电路模块的第三端相连接，直流断路器试品与放电电路模块并联连接；/n直流充电电源(DC)用于为第一T形电路模块和第二T形电路模块充电，第一T形电路模块和第二T形电路模块用于向直流断路器试品放电进行高压直流断路器运行试验；放电电路模块用于泄放残余电荷；采集模块用于采集试验装置和直流断路器试品的数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于高压直流断路器运行试验的试验装置，其包括：直流充电电源(DC)，第一T形电路模块，第二T形电路模块，放电电路模块和采集模块，其特征在于，
直流充电电源(DC)的正极与第一T形电路模块和第二T形电路模块的第一端相连接，直流充电电源(DC)的负极与第一T形电路模块和第二T形电路模块的第三端相连接并接地，放电电路模块的一端与第一T形电路模块和第二T形电路模块的第二端相连接，放电电路模块的另一端与第一T形电路模块和第二T形电路模块的第三端相连接，直流断路器试品与放电电路模块并联连接；
直流充电电源(DC)用于为第一T形电路模块和第二T形电路模块充电，第一T形电路模块和第二T形电路模块用于向直流断路器试品放电进行高压直流断路器运行试验；放电电路模块用于泄放残余电荷；采集模块用于采集试验装置和直流断路器试品的数据。


2.根据权利要求1所述的用于高压直流断路器运行试验的试验装置，其特征在于：
第一T形电路模块包括第一充电开关(K11)、第一合闸开关(K21)、第一电感器(L1)和第一电容器(C1)；第一充电开关(K11)的一端与直流充电电源(DC)的正极相连接，另一端与第一电容器(C1)的正极相连接，第一合闸开关(K21)与第一电感器(L1)串联，该串联支路的一端与第一电容器(C1)的正极相连接，另一端与直流断路器试品相连接；
第二T形电路模块包括第二充电开关(K12)、第二合闸开关(K22)、第二电感器(L2)和第二电容器(C2)；第二充电开关(K12)的一端与直流充电电源(DC)的正极相连接，另一端与第二电容器(C2)的正极相连接，第二合闸开关(K22)与第二电感器(L2)串联，该串联支路的一端与第二电容器(C2)的正极相连接，另一端与直流断路器试品相连接。


3.根据权利要求2所述的用于高压直流断路器运行试验的试验装置，其特征在于：
第一充电开关(K11)、第二充电开关(K12)、第一合闸开关(K21)和第二合闸开关(K22)是真空断路器。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于高压直流断路器运行试验的试验装置，其特征在于：
采集模块是数字光纤采集模块，用于采集试验装置产生的电流、直流断路器试品三条支路的电流、直流断路器试品的动作指令、直流断路器试品的端间电压。


5.一种基于权利要求2至4任一项所述试验装置的高压直流断路器电流开断试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，分闸第二充电开关(K12)、第一合闸开关(K21)、第二合闸开关(K22)和放电开关(K3)，合闸第一充电开关(K11)和直流断路器；
步骤2，启动采集模块，启动直流充电电源(DC)，对第一电容器(C1)充电至设定的电压，分闸第一充电开关(K11)；
步骤3，闭合第一合闸开...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国金，张猛，刘成柱，王红斌，易学彬，刘雪峰，王鹏，郑刚，
申请(专利权)人：北京电力设备总厂有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11