直流断路器制造技术

直流断路器具有机械式断路器、避雷器和换流电路。机械式断路器的第1端与第1直流送电线路连接，第2端与第2直流送电线路连接。换流电路具有第1开关、第2开关、电抗器、电容器和电阻。上述换流电路、上述避雷器和上述机械式断路器相互并联连接在上述第1直流送电线路与上述第2直流送电线路之间。上述第1开关、上述电容器和上述电抗器串联连接在上述第1直流送电线路与上述第2直流送电线路之间。串联连接上述第2开关和上述电阻并将它们与上述第1开关并联地设置。并联地设置。并联地设置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】直流断路器


[0001]本专利技术涉及直流断路器。

技术介绍

[0002]近年来，多个直流送电线进行基于构成为格状的直流送电网的电力的送电。在直流送电网中发生了事故的情况下，存在仅将特定的送电线断路、通过其余的送电线继续电力的送电的情况。与此相关，已知关于将在直流送电线路中流动的电流断路的直流断路器的技术。
[0003]另外，在直流断路器中，存在使用半导体断路器的半导体断路方式、使用机械断路器的机械断路方式以及使用半导体断路器和机械断路器的两者的混合断路方式。机械断路方式的直流断路器将具有换流开关、换流电容器和换流电抗器的换流电路设为闭电路，通过使流过直流送电线路的电流产生共振电流而生成零点，从而使机械断路器断路，将流过直流送电线路的电流切断。
[0004]此外，换流开关存在机械方式、半导体方式以及放电方式，机械方式通过使电极中的一个或双方机械地动作，将电极间电气/机械地设为导通状态；半导体方式使用晶闸管或IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极晶体管)等半导体元件设为导通状态；以及放电方式，通过在固定的电极间施加外在因素，降低绝缘性能从而电气地设为导通状态。进而，机械方式的换流开关存在接触方式和非接触方式，接触方式具有一对电极，使电极中的至少一个移动而使电极间的距离接近，通过将电极间的绝缘性能降低至低于开路状态，使其绝缘击穿，从而使其成为闭合状态；非接触方式具有固定的一对电极，通过将电极间的绝缘性能降低至低于开路状态，使其绝缘击穿，从而使其成为闭合状态。
[0005]这里，机械方式的换流开关在闭合状态下，由于电极间的绝缘击穿产生电弧，成为电导通状态。因而，机械方式的换流开关存在有可能由于绝缘击穿产生浪涌，周边电路元件或其他周边设备误动作或故障的问题。
[0006]此外，直流断路器有时要求负责再闭路。对于混合断路方式或半导体断路方式的直流断路器，由于换流电容器通过将事故电流断路时的恢复电压充电，所以在进行再闭路以后，也有可能使机械断路器断路而将在直流送电线路流过的电流切断。
[0007]相对于此，使用机械方式的换流开关的直流断路器由于换流开关的电极间的绝缘性能恢复，流过电极间的电流切断，或在电流零点灭弧，所以有时在换流电容器的充电状态不合适的状态下结束电气导通状态。在此情况下，换流电容器没有充分地充电，或充电到规定的电压以上，存在不能适当地进行再闭路的问题。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1：国际公开第2015/166600号

技术实现思路

[0011]专利技术要解决的课题
[0012]本专利技术要解决的问题是提供一种能够在抑制浪涌的同时适当地进行再闭路的直流断路器。
[0013]用来解决课题的手段
[0014]技术方案的直流断路器具有机械式断路器、避雷器和换流电路。机械式断路器的第1端与第1直流送电线路连接，第2端与第2直流送电线路连接。换流电路具有第1开关、第2开关、电抗器、电容器和电阻。上述换流电路、上述避雷器和上述机械式断路器相互并联连接在上述第1直流送电线路与上述第2直流送电线路之间。上述第1开关、上述电容器和上述电抗器串联连接在上述第1直流送电线路与上述第2直流送电线路之间。串联连接上述第2开关和上述电阻并将它们与上述第1开关并联地设置。
附图说明
[0015]图1是表示实施方式的直流断路器1的结构的一例的图。
[0016]图2是示意地表示在直流系统中产生的异常的图。
[0017]图3是表示机械式断路器10被控制为机械开路状态的直流断路器1的状态的图。
[0018]图4是表示浪涌开关80被控制为闭合状态的直流断路器1的状态的图。
[0019]图5是表示换流开关50被控制为闭合状态的直流断路器1的状态的图。
[0020]图6是表示机械式断路器10被控制为电气开路状态的直流断路器1的状态的图。
[0021]图7是表示避雷器15动作后的直流断路器1的状态的图。
[0022]图8是表示控制为对换流电容器60进行充电的状态的直流断路器1的状态的图。
[0023]图9是表示换流开关50被控制为开路状态的直流断路器1的状态的图。
[0024]图10是表示浪涌开关80被控制为开路状态的直流断路器1的状态的图。
[0025]图11是表示第1隔离开关20及第2隔离开关30被控制为开路状态的直流断路器1的状态的图。
[0026]图12是表示有关直流断路器1的经时变化的一例的曲线图。
[0027]图13是表示直流断路器1的动作的一例的流程图。
具体实施方式
[0028]以下，参照附图说明实施方式的直流断路器。
[0029](实施方式)
[0030][直流断路器1的结构][0031]图1是表示实施方式的直流断路器1的结构的一例的图。直流断路器1是使构成直流系统的直流送电线路中的第1直流送电线路LN1和第2直流送电线路LN2电气导通或断路的装置。在以下的说明中，将第1直流送电线路LN1处的直流电压记作第1电压VDC1，将第2直流送电线路LN2处的直流电压记作第2电压VDC2。第1电压VDC1及第2电压VDC2例如是几十～几百[kV]程度的电压。例如，在第1直流送电线路LN1侧存在送电设备，在第2直流送电线路LN2侧存在需求者。在此情况下，通常第1电压VDC1为比第2电压VDC2大的电压。因而，通常从第1直流送电线路LN1向第2直流送电线路LN2的方向流过直流系统电流。
[0032]直流断路器1例如具有一个以上的机械式断路器10、一个以上的隔离开关、避雷器15、换流电路40和控制部100。在本实施方式中，对直流断路器1具有第1隔离开关20和第2隔离开关30两个隔离开关的情况进行说明。在以下的说明中，在不区别第1隔离开关20和第2隔离开关30的情况下，简单记作“隔离开关”。换流电路40例如具有换流开关50、换流电容器60、换流电抗器70、浪涌开关80和浪涌电阻90。
[0033]控制部100例如从检测直流系统的异常的检测装置(未图示)接收表示使第1直流送电线路LN1和第2直流送电线路LN2电气断路的信号(以下，称作断路指示信号)。控制部100在接收到断路指示信号的情况下，以使第1直流送电线路LN1和第2直流送电线路LN2电气断路的方式对机械式断路器10、第1隔离开关20、第2隔离开关30、换流开关50及浪涌开关80的开关状态进行控制。直流系统的异常是指例如由于在直流送电线路中产生的接地故障或短路等事故而产生的异常。
[0034]机械式断路器10具有第1端子10a和第2端子10b。第1隔离开关20具有第1端子20a和第2端子20b。第2隔离开关30具有第1端子30a和第2端子30b。换流电路40具有第1端子40a和第2端子40b。换流开关50具有第1端子50a和第2端子50b。浪涌开关80具有第1端子80a和第2端子80b。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种直流断路器，其具有：机械式断路器，第1端与第1直流送电线路连接，第2端与第2直流送电线路连接；避雷器；以及换流电路，具有第1开关、第2开关、电抗器、电容器和电阻；上述换流电路、上述避雷器和上述机械式断路器相互并联连接在上述第1直流送电线路与上述第2直流送电线路之间；上述第1开关、上述电容器和上述电抗器串联连接在上述第1直流送电线路与上述第2直流送电线路之间；串联连接上述第2开关和上述电阻，将它们与上述第1开关并联地设置。2.如权利要求1所述的直流断路器，其中，还具有控制上述第1开关的开闭状态的控制部；上述第1开关是具有固定的一对电极的非接触方式开关；上述控制部通过将上述电极间的绝缘性能降低至低于开路状态而使其绝缘击穿，从而将上述非接触方式开关控制为闭合状态。3.如权利要求1所述的直流断路器，其中，还具有控制上述第1开关的开闭状态的控制部；上述第1开关是具有一对电极的接触方式开关；上述控制部通过使上述电极中的至少一个移动而使上述电极间的距离接近，将上述电极间的绝缘性能降低至低于开路状态而使其绝缘击穿，从而将上述接触方式开关控制为闭合状态。4.如权利要求3所述的直流断路器，其中，上述控制部在使上述电极中的至少一个移动时，不使上述电极间接触而使其移动到距离规定的距离的位置。5.如权利要求1～4中任一项所述的直流断路器，其中，通过向上述电容器施加供给到上述第1直流送电线路或上述第2直流送电线路的直流系统的系统电压而对其充电。6.如权利要求1～4中任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：桥本优平，宫崎健作，
申请(专利权)人：东芝能源系统株式会社，
类型：发明
国别省市：