自充电直流限流器制造技术

公开了一种自充电直流限流器，其包括主电流支路、限流支路、电流转移支路和电容充电支路；所述主电流支路包括串联的高速机械开关HSS及其斥力线圈L1，斥力线圈L1一端连接出线端A1，另一端经由高速机械开关HSS连接出线端A2引出，所述限流支路包括并联于高速机械开关HSS的电阻R，电流转移支路包括依次串联的电容器C、电感L2和半控型功率半导体器件T，电流转移支路并联于高速机械开关HSS，电容充电支路包括二极管D和所述电容器C，所述二极管D一端连接于出现端A1和斥力线圈L1之间，另一端连接于所述电容器C和电感L2之间。于所述电容器C和电感L2之间。于所述电容器C和电感L2之间。

【技术实现步骤摘要】
自充电直流限流器


[0001]本专利技术涉及断路器领域，特别是一种自充电直流限流器。

技术介绍

[0002]随着直流电力系统的规模及容量持续增长，短路故障电流带来的挑战也在不断增长。通常采用断路器作为主要的保护设备，但是由于系统的短路故障形式多样，且直流系统的短路故障有着上升速率快，电流无过零点等特点，使得直接使用直流进行短路保护有着一定困难。
[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，提供了一种自充电直流限流器，提升直流限流器避免短路故障扩散的能力，利用快速开关中的斥力线圈提升断口的开断速度，快速限流，成本低、响应速度快、体积小、可靠性高等优势。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案予以实现。
[0006]一种自充电直流限流器包括主电流支路、限流支路、电流转移支路和电容充电支路；所述主电流支路包括串联的高速机械开关HSS及其斥力线圈L1，斥力线圈L1一端连接出线端A1，另一端经由高速机械开关HSS连接出线端A2引出，所述限流支路包括并联于高速机械开关HSS的电阻R，电流转移支路包括依次串联的电容器C、电感L2和半控型功率半导体器件T，电流转移支路并联于高速机械开关HSS，电容充电支路包括二极管D和所述电容器C，所述二极管D一端连接于出现端A1和斥力线圈L1之间，另一端连接于所述电容器C和电感L2之间。
[0007]所述的自充电直流限流器中，系统正常通流情况下，系统电流从出线端A1流入，经过高速机械开关HSS及其斥力线圈L1，再由出线端A2流出，电流反向时则是从出线端A2流入主电流支路再由出线端A1流出，此时电流转移支路、限流支路和电容充电支路均无电流流过；
[0008]当短路发生时，流过主电流支路的电流迅速增大，短路电流流过斥力线圈L1产生磁场，推动斥力盘动作，带动高速机械开关HSS断口断开；同时，短路电流通过电容充电支路给电容器C进行充电，随后电流转移支路中的半控型功率半导体T导通，产生高频反向脉冲电流注入主电流支路，机械断口电流过零，断口电弧迅速熄灭并建立绝缘电压，电流转移至电流转移支路及限流支路，完成限流。
[0009]所述的自充电直流限流器中，所述高速机械开关HSS包括由一个或者多个断口串并联组成的断口。
[0010]所述的自充电直流限流器中，所述断口包括真空断口或气体断口。
[0011]所述的自充电直流限流器中，气体断口包括N2、空气、H2断口。
[0012]所述的自充电直流限流器中，所述电容器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。
[0013]所述的自充电直流限流器中，所述半控型功率半导体器件T为单向导通的半控型器件。
[0014]所述的自充电直流限流器中，所述单向导通的半控型器件包括GTO、晶闸管、IGBT及其组合。
[0015]有益效果
[0016]本专利技术利用短路故障发生时通过高速机械开关斥力线圈的迅速上升的电流产生的磁场推动斥力盘完成断口的开断。随后短路电流通过电容充电支路对电容器进行充电，在转移支路中的半控型功率半导体导通后，由电流转移支路产生的反向脉冲电流注入主电流支路中，使机械断口电流在短时间过零，断口电弧迅速熄灭并快速建立绝缘电压，电流转移到电流转移支路和限流支路，完成限流，所述直流限流器具有成本低、开断速度快、体积小、可靠性高等优点，可以限制短路电流的快速上升，避免直流短路故障的进一步扩散。高速机械开关的斥力线圈串联于主回路中，省略了驱动斥力线圈所需的电容及其充电装置。
[0017]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
[0018]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。
[0019]在附图中：
[0020]图1是根据本专利技术一个实施例的自充电直流限流器的结构示意图；
[0021]图2是根据本专利技术一个实施例的自充电直流限流器的拓扑示意图；
[0022]图3(a)至图3(d)根据本专利技术一个实施例的自充电直流限流器的工作时的结构示意图；
[0023]图4是根据本专利技术一个实施例的自充电直流限流器的结构示意图；
[0024]图5是根据本专利技术一个实施例的自充电直流限流器的结构示意图；
[0025]图6是根据本专利技术一个实施例的自充电直流限流器的结构示意图；
[0026]图7是根据本专利技术一个实施例的自充电直流限流器的结构示意图。
[0027]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
[0028]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。
[0029]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不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本专利技术的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本专利技术的范围。本专利技术的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
[0030]为便于对本专利技术实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本专利技术实施例的限定。
[0031]如图1至图7所示，一种自充电直流限流器包括主电流支路、限流支路、电流转移支路和电容充电支路；所述主电流支路包括串联的高速机械开关HSS及其斥力线圈L1，斥力线圈L1一端连接出线端A1，另一端经由高速机械开关HSS连接出线端A2引出，所述限流支路包括并联于高速机械开关HSS的电阻R，电流转移支路包括依次串联的电容器C、电感L2和半控型功率半导体器件T，电流转移支路并联于高速机械开关HSS，电容充电支路包括二极管D和所述电容器C，所述二极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自充电直流限流器，其特征在于，其包括主电流支路、限流支路、电流转移支路和电容充电支路；所述主电流支路包括串联的高速机械开关HSS及其斥力线圈L1，斥力线圈L1一端连接出线端A1，另一端经由高速机械开关HSS连接出线端A2引出，所述限流支路包括并联于高速机械开关HSS的电阻R，电流转移支路包括依次串联的电容器C、电感L2和半控型功率半导体器件T，电流转移支路并联于高速机械开关HSS，电容充电支路包括二极管D和所述电容器C，所述二极管D一端连接于出现端A1和斥力线圈L1之间，另一端连接于所述电容器C和电感L2之间。2.根据权利要求1所述的自充电直流限流器，其特征在于，优选的，系统正常通流情况下，系统电流从出线端A1流入，经过高速机械开关HSS及其斥力线圈L1，再由出线端A2流出，电流反向时则是从出线端A2流入主电流支路再由出线端A1流出，此时电流转移支路、限流支路和电容充电支路均无电流流过；当短路发生时，流过主电流支路的电流迅速增大，短路电流流过斥力线圈L1产生磁场，推动斥力盘动作，带动高速机械开关HSS断...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦晓，杜海峰，肖宇，吴鑫，庄伟斌，吴益飞，吴翊，豆河伟，魏春艳，刘炳，
申请(专利权)人：国网陕西省电力有限公司定边县供电分公司西安交通大学，
类型：发明
国别省市：