一种快速高压交流混合断路器及SVC系统技术方案

本发明专利技术公开了一种快速高压交流混合断路器及SVC系统，快速高压交流混合断路器，包括阀组单元，所述阀组单元包括吸收电路和反并联晶闸管，所述吸收电路与所述反并联晶闸管并联连接；所述快速高压交流混合断路器还包括通流单元，所述通流单元与所述阀组单元并联连接，所述通流单元包括机械断路器。本发明专利技术由于采用阀组单元与机械断路器的组合形式，电流流通时通过机械断路器，避免了阀组单元的发热，从而避免了冷却系统的布置，而分合闸时依靠阀组单元能够实现快速合闸，大幅优化了系统。

【技术实现步骤摘要】
一种快速高压交流混合断路器及SVC系统
本专利技术属于无功补偿系统
，具体涉及一种快速高压交流混合断路器及SVC系统。
技术介绍
现有的高压交流断路器的分合闸时间较长，少则30ms，多则高达六七十毫秒。而此远远不能满足系统的要求，因此现在的串补为了在系统故障时，能快速旁路保护电容器组使其不过压，增加了MOV、火化间隙等故障率高、投资大，维护难等一次设备。同样SVC为了满足快速投入电容电抗器的要求，放弃使用断路器，使用晶闸管、IGBT等投资大的一次设备。现有利用可控硅电力器件实现电容电抗器快速投入的方式，需要依靠水冷和风冷等冷却系统来维持SVC运行的可靠性，存在投资大、且发热量大的问题。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于，提供一种快速高压交流混合断路器，合闸速度快，有效提高系统的响应特性，且发热少、无需冷却系统，使得系统大幅度简化；本专利技术的第二目的在于，提供一种快速高压交流混合断路器，采用阀组与断路器结合的混合型快速断路器，避免了水冷系统的使用，大幅度提高了SVC的运行可靠性。为了实现上述第一目的，本专利技术采用的技术方案为：一种快速高压交流混合断路器，包括阀组单元，所述阀组单元包括吸收电路和反并联晶闸管，所述吸收电路与所述反并联晶闸管并联连接；所述快速高压交流混合断路器还包括断路器单元，所述断路器单元与所述阀组单元并联连接，所述断路器单元包括机械断路器。可选地，所述阀组单元设置有多个，且依次串联连接，多个所述阀组单元串联连接后与所述通流单元并联连接。可选地，所述阀组单元还包括与所述吸收电路并联连接的晶闸管击穿检测电路。可选地，在所述机械断路器所在支路设置有电流互感器，或者在所述阀组单元所在支路、以及所述阀组单元与所述机械断路器并联后的支路上均设置有电流互感器。可选地，所述通流单元包括取能电抗器，所述取能电抗器与所述机械断路器串联连接。可选地，所述反并联晶闸管中的晶闸管采用GTO、IGBT、IGCT、MCT和IEGT中的任一元件来代替。由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术的快速高压交流混合断路器，采用晶闸管与机械断路器的组合方式，晶闸管快速导通的能力，使得合闸时间大幅度提高，有效提高系统的响应特性；正常通电时，电流是流过机械断路器，晶闸管仅在分闸与合闸时导通，由于晶闸管的导通时间短，发热少，无需复杂的水冷系统、风冷系统，使得系统大幅度简化；在快速断路器分闸时，由于晶闸管的导通使得机械断路器能等电位断开，无电弧的产生，大幅度降低机械断路器的灭弧要求，大幅度提高其寿命，甚至可采用超快速隔离开关代替。为了实现上述第二目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于混合型断路器的SVC系统，包括第一无功补偿装置,所述第一无功补偿装置设有一个或多个,包括第一电容器组支路和第一电抗器组支路，所述第一电容器组支路和第一电抗器组支路均包括机械断路器；还包括第二无功补偿装置，所述第二无功补偿装置采用可控硅投切无功补偿装置，所述可控硅投切无功补偿装置设有一个或多个，包括第二电容器组支路和第二电抗器组支路；其特征在于，所述第二电容器组支路和第二电抗器组支路均包括如所述的快速高压交流混合断路器。一种基于混合型断路器的SVC系统，包括第一无功补偿装置和第二无功补偿装置，所述第一无功补偿装置设有一个或多个,包括第一电容器组支路，所述第一电容器组支路包括机械断路器；还包括第二无功补偿装置，所述第二无功补偿装置采用可控硅投切无功补偿装置，所述可控硅投切无功补偿装置设有一个或多个，包括第二电容器组支路；其特征在于，所述第二电容器组支路包括如所述的快速高压交流混合断路器。可选地，所述的TSC支路包括电容器组，所述电容器组采用星形连接或三角形连接。由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：由于快速断路器的使用，避免了水冷系统的使用，大幅度提高了SVC的运行可靠性(现阶段SVC的80％以上的缺陷均为水冷系统，如果能够取消水冷系统，则可大幅度提升SVC的运行可靠性)；由于避免了大容量电抗器和电容器组同时投入运行的情况出现，大幅度降低了SVC的运行损耗(如南方电网某关键节点变电站的SVC，每年SVC的损耗高达约一千万度电)；快速断路器的使用，避免了断路器频繁断开容性负荷，提高了断路器的使用寿命；由于避免了大容量电抗器的使用，大幅度降低了电抗器的干扰。附图说明图1是本专利技术的快速高压交流混合断路器的电路原理框图；图2是本专利技术的另外一种实施方式的快速高压交流混合断路器的电路原理框图；图3是本专利技术的基于混合型断路器的SVC系统(TSC支路为星形连接)的电路原理框图；图4是本专利技术的基于混合型断路器的SVC系统(TSC支路为三角形连接)的电路原理框图；图5是本专利技术的任意一条TSC支路的三角形连接示意图。附图标记：110-阀组单元，111-晶闸管击穿检测电路，112-吸收电路，113-反并联晶闸管，210-机械断路器，220-取能电抗器，310-电流互感器。具体实施方式名词释义：机械断路器210，为常规断路器，指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置；晶闸管，也就是指本实施例中所述的反并联晶闸管113，两者代表相同的含义；阀组，表示多个阀组单元110串联后的整体电路；FC支路，利用常规断路器组成的电容器组支路；FR支路，利用常规短路器组成的电抗器组支路；TSC支路，利用快速高压交流混合断路器组成的电容器组支路；TSR支路，利用快速高压交流混合断路器组成的电容器组支路。下面结合具体的实施例，对本专利技术做详细阐述：参照图1，本专利技术的快速高压交流混合断路器，包括阀组单元110和断路器单元，阀组单元110和断路器单元为并联设置。本实施例中，阀组单元110设置有多个，依次串联连接，串联连接后与断路器单元并联连接。阀组单元110包括吸收电路112和反并联晶闸管113，吸收电路112与反并联晶闸管113并联连接。反并联晶闸管113采用两个可控晶闸管反并联，除了使用可控硅晶闸管，也可以采用IGBT等其他可控硅电子电力器件来代替。吸收电路112采用电阻和电容串联连接，也可以单独采用均压电阻或电容器实现。每个阀组单元110包含有两个可控晶闸管反并联，晶闸管一个重要的参数-断态电压临界上升率du/dt，表明晶闸管在额定结温和门极断路条件下，使晶闸管从断态转入通态的最低电压上升率。若电压上升率过大，超过了晶闸管的上升率，则会在无门极信号的情况下开通，即使此时加于晶闸管的正向电压低于其阳极峰值电压，也可能发生这种情况，因为晶闸管可以看作是由三个PN结组成。为了限制电路电压上升率过大，确保晶闸管安全运行，在晶闸管两端并联吸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速高压交流混合断路器，包括阀组单元，所述阀组单元包括吸收电路和反并联晶闸管，所述吸收电路与所述反并联晶闸管并联连接；其特征在于：/n所述快速高压交流混合断路器还包括断路器单元，所述断路器单元与所述阀组单元并联连接，所述断路器单元包括机械断路器。/n

【技术特征摘要】
1.一种快速高压交流混合断路器，包括阀组单元，所述阀组单元包括吸收电路和反并联晶闸管，所述吸收电路与所述反并联晶闸管并联连接；其特征在于：
所述快速高压交流混合断路器还包括断路器单元，所述断路器单元与所述阀组单元并联连接，所述断路器单元包括机械断路器。


2.根据权利要求1所述的快速高压交流混合断路器，其特征在于：
所述阀组单元设置有多个，且依次串联连接，多个所述阀组单元串联连接后与所述断路器单元并联连接。


3.根据权利要求2所述的快速高压交流混合断路器，其特征在于：
所述阀组单元还包括与所述吸收电路并联连接的晶闸管击穿检测电路。


4.根据权利要求2所述的快速高压交流混合断路器，其特征在于：
在所述机械断路器所在支路设置有电流互感器，或者
在所述阀组单元所在支路、以及所述阀组单元与所述机械断路器并联后的支路上均设置有电流互感器。


5.根据权利要求2所述的快速高压交流混合断路器，其特征在于：
所述断路器单元包括取能电抗器，所述取能电抗器与所述机械断路器串联连接。


6.根据权利要求2所述的快速高压交流混合断路器，其特征在于：
所述反并联晶闸管中的晶闸管采用GTO、IGB...

【专利技术属性】
技术研发人员：温才权，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司梧州局，
类型：新型
国别省市：广西;45