发电机出口断路器制造技术

一种发电机出口断路器，包括主电流支路、限流转移支路、续流支路与快速开关；所述主电流支路包括并联的高速机械开关S1和高速机械开关S2，高速机械开关S1和高速机械开关S2断口两端分别与断路器出线端直接相连；所述限流转移支路一端并联在主电流支路的一端，另一端经快速开关S3连接主电流支路的另一端，其中，所述限流转移支路包括转移电容C、电感L、晶闸管组件T1和T2、以及限流电阻R；所述续流支路并联在主电流支路与限流转移支路两端，续流支路包括晶闸管组件T3和T4。本发明专利技术实现发电机出口短路电流的快速限制和开断，具有开断速度快、电流抑制能力强、开断容量大等优势，能够满足大型发电系统的运行要求。型发电系统的运行要求。型发电系统的运行要求。

【技术实现步骤摘要】
发电机出口断路器


[0001]本专利技术涉及断路器领域，特别是一种发电机出口断路器。

技术介绍

[0002]在大型发电站中，发电机断路器是保障系统安全可靠运行的核心装备。传统的发电机出口断路器主要是基于SF6或者真空介质实现灭弧和开断，存在响应速度慢、动作时间长、开断容量不足等问题，难以满足未来百万千瓦及以上发电机组的故障保护需求。针对上述开断方案的不足，本专利技术提出了一种基于电流转移的抑制的大容量快速发电机出口断路器，拟通过强迫电流转移限流与高速机械开关相结合的方式，实现发电机出口短路电流的快速限流和开断，具有开断速度快、电流抑制能力强、开断容量大等优势，能够满足大型发电系统的运行要求。
[0003]在
技术介绍
部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术存在的不足或缺陷，提供了一种发电机出口断路器，通过控制高速机械开关动作，然后按照特定时序触发转移和限流支路的投入，实现电流快速转移和限流，最终在过零点处完成分断，实现发电机出口短路故障的快速限制，并具有开断不同通流方向的电流的功能。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案予以实现。
[0006]一种发电机出口断路器其包括：
[0007]主电流支路、限流转移支路、续流支路与快速开关；
[0008]所述主电流支路包括并联的高速机械开关S1和高速机械开关S2，高速机械开关S1和高速机械开关S2断口两端分别与断路器出线端直接相连；
[0009]所述限流转移支路一端并联在主电流支路的一端，另一端经快速开关S3连接主电流支路的另一端，其中，所述限流转移支路包括转移电容C、电感L、晶闸管组件T1和T2、以及限流电阻R；
[0010]所述续流支路并联在主电流支路与限流转移支路两端，续流支路包括晶闸管组件T3和T4。
[0011]所述的发电机出口断路器中，所述限流转移支路中；
[0012]所述转移电容C、电感L与晶闸管组件T1和T2串联后，再与限流电阻R并联后，再与快速开关S3串联；
[0013]所述的发电机出口断路器中，系统正常通流状态下，系统电流从所述主电流支路流过，高速机械开关S1和高速机械开关S2承受额定通流。
[0014]所述的发电机出口断路器中，当关断正向短路电流时，控制系统向高速机械开关S1和S2同时发出分闸动作指令。
[0015]所述的发电机出口断路器中，当高速机械开关S1和S2利用2
‑
5ms时间拉开一段开距后，触发晶闸管组件T1和晶闸管组件T3导通；
[0016]电流开始向限流转移支路转移，并通过晶闸管组件T3续流；当续流电流过零后，随着电容电压升高，电流进入限流支路，故障电流被限制，当电流被限制后，控制系统给快速开关S3发分闸指令，S3中的电流过零后熄弧，完成短路电流限流开断。
[0017]所述的发电机出口断路器中，反向开断条件下，首先触发T1，LC支路先进行一次电流振荡，电容电压反向，电流过零时T1截止；之后，控制系统向高速开关S1和S2同时发出分闸动作指令，当S1和S2利用2
‑
5ms时间拉开一段开距后，触发T2和T4导通；
[0018]电流向LC支路转移，并通过晶闸管T4续流；当续流电流过零后，随着电容电压升高，电流进入限流支路，故障电流被限制，当电流被限制后，控制系统给快速开关S3发分闸指令，S3中的电流过零后熄弧，完成短路电流限流开断。
[0019]所述的发电机出口断路器中，所述高速机械开关S1和S2为基于电磁斥力的真空开关；当额定电流和短路电流增大后，可以根据电流需求增加并联的高速机械开关的数量。
[0020]所述的发电机出口断路器中，所述快速开关S3为真空快速开关。
[0021]所述的发电机出口断路器中，所述转移电容C包括薄膜电容、有机介质电容、无机介质电容、电解电容、电热电容和空气介质电容中的任意一个或者多个的组合。
[0022]本专利技术电路元件的连接方式和控制时序，针对发电机出口短路电流峰值很大，且直流分量很高的交流大电流电流开断。对于不同的系统，短路电流大小不一样，在大容量系统中短路电流峰值可以达到575kA以上，代表直流分量大小的非对称系数可以大于130％。本专利技术可以实现电流快速限流后的快速开断，大幅降低了对灭弧室燃弧时间和燃弧能量的考验，大幅提高开断大电流的能力。针对大电流开断，单个灭弧室能力不够，主电流支路采用多个快速开关并联的方式，并联的快速开关同步动作，实现发电机出口短路电流的快速限制和开断，具有开断速度快、电流抑制能力强、开断容量大等优势，能够满足大型发电系统的运行要求。
[0023]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够使得本专利技术的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本专利技术的具体实施方式进行举例说明。
附图说明
[0024]通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本专利技术各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。
[0025]在附图中：
[0026]图1是根据本专利技术一个实施例的发电机出口断路器的双向开断拓扑示意图；
[0027]图2(a)至图2(h)根据本专利技术一个实施例的发电机出口断路器的开断正向短路电流时的工作示意图；
[0028]图3根据本专利技术一个实施例的发电机出口断路器的开断正向短路电流时的波形示意图；
[0029]图4(a)至图4(k)根据本专利技术一个实施例的发电机出口断路器的开断反向短路电流时的工作示意图；
[0030]图5根据本专利技术一个实施例的发电机出口断路器的开断反向短路电流时的波形图；
[0031]图6是系统发生短路电流后，直流分量很高时的延迟过零电流波形示意图；
[0032]图7是本专利技术一个实施例210kA的短路电流开断试验的示意图。
[0033]以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步的解释。
具体实施方式
[0034]下面将参照附图1至图7更详细地描述本专利技术的具体实施例。虽然附图中显示了本专利技术的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0035]需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发电机出口断路器，其特征在于，其包括：主电流支路、限流转移支路、续流支路与快速开关；所述主电流支路包括并联的高速机械开关S1和高速机械开关S2，高速机械开关S1和高速机械开关S2断口两端分别与断路器出线端直接相连；所述限流转移支路一端并联在主电流支路的一端，另一端经快速开关S3连接主电流支路的另一端，其中，所述限流转移支路包括转移电容C、电感L、晶闸管组件T1和T2、以及限流电阻R；所述续流支路并联在主电流支路与限流转移支路两端，续流支路包括晶闸管组件T3和T4。2.根据权利要求1所述的发电机出口断路器，其特征在于，优选的：所述限流转移支路中；所述转移电容C、电感L与晶闸管组件T1和T2串联后，再与限流电阻R并联后，再与快速开关S3串联。3.根据权利要求1所述的发电机出口断路器，其特征在于：系统正常通流状态下，系统电流从所述主电流支路流过，高速机械开关S1和高速机械开关S2承受额定通流。4.根据权利要求1所述的发电机出口断路器，其特征在于：当关断正向短路电流时，控制系统向高速机械开关S1和S2同时发出分闸动作指令。5.根据权利要求4所述的发电机出口断路器，其特征在于：当高速机械开关S1和S2利用2
‑
5ms时间拉开一段开距后，触发晶闸管组件T1和晶闸管组件T3导通；电流开始向限流转移支路转移，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣命哲，杨飞，吴益飞，孙晋茹，吴翊，纽春萍，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：