CN105244219A - 换向式直流断路器及其监视方法 - Google Patents

换向式直流断路器及其监视方法 Download PDF

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Abstract

一种换向式直流断路器及其监视方法，即使产生事故等不适合，也能够瞬时地检测出该不适合造成的事故电流，尽早将事故电流从直流电源分离，能够防止事故的波及。为了解决上述问题，本发明的换向式直流断路器具备：换向电路，其将换向开关与换向用电容器和隔着换向用电容器设置在换向开关的相反侧的换向电路形成开关串联连接而构成，与主开关并联连接；测量用变压器，其与该换向电路连接，测定换向用电容器的电压；检测单元，其检测通过该测量用变压器测定的换向用电容器的电压变动，其中，根据通过检测单元检测出的换向用电容器的电压变动，监视对充电到换向用电容器中的电荷进行放电的换向开关和换向电路形成开关的闭路。

Description

换向式直流断路器及其监视方法
技术领域
本发明涉及一种换向式直流断路器及其监视方法，特别涉及适合于在与主电路电流相反的方向上流过积蓄在换向用电容器中的电荷来生成电流零点，切断主开关的换向式直流断路器及其监视方法。
背景技术
作为现有的换向式直流断路器，有专利文献1和2所记载的技术。在该专利文献1和2中，记载了换向式直流断路器由主开关、与该主开关串联连接的副开关、换向用电容器和换向开关的串联电路构成，除了与上述主开关并联连接的换向电路、对上述换向用电容器进行充电的电容器充电装置以外，还具备隔着上述换向用电容器设置在上述换向开关的相反侧的换向电路形成开关。
但是，上述那样的现有的换向式直流断路器，在直流电路中流过过大的电流的情况下，通过通电换向电流而产生零点，因此经由换向开关和换向电路形成开关将主电路和换向电路电连接起来，但在由于事故等不适合而无法进行各开关的关闭的情况下，无法瞬时知道事故电流的切断的失败，有可能对其他设备产生影响。
专利文献1：日本特开2010-192305号公报
专利文献2：日本特开2010-287460号公报
发明内容
鉴于上述问题而提出本发明，其目的在于提供一种换向式直流断路器及其监视方法，其即使产生事故等不适合，也能够瞬时地切断事故电流来防止事故波及。
为了达到上述目的，本发明的换向式直流断路器具备：主开关，其串联地插入到将直流电源和负载连接的主电路中；副开关，其与该主开关串联连接；换向电路，其将换向开关与换向用电容器和隔着上述换向用电容器设置在上述换向开关的相反侧的换向电路形成开关串联连接起来而构成，与上述主开关并联连接；电容器充电装置，其向上述换向用电容器积蓄电荷；测量用变压器，其与上述换向电路连接，测定上述换向用电容器的电压；检测单元，其检测通过该测量用变压器测定的上述换向用电容器的电压变动，其中，根据通过上述检测单元检测出的上述换向用电容器的电压变动，监视对充电到上述换向用电容器中的电荷进行放电的上述换向开关和上述换向电路形成开关的闭路。
另外，为了达到上述目的，本发明的换向式直流断路器的监视方法，在对以下的换向式直流断路器进行监视时，根据通过检测单元检测出的换向用电容器的电压变动，监视对充电到上述换向用电容器中的电荷进行放电的换向开关和换向电路形成开关的闭路，该换向式直流断路器具备：主开关，其串联插入到将直流电源和负载连接的主电路中；副开关，其与该主开关串联连接；上述换向电路，其将上述换向开关与上述换向用电容器和隔着上述换向用电容器设置在上述换向开关的相反侧的换向电路形成开关串联连接起来而构成，与上述主开关并联连接；电容器充电装置，其向上述换向用电容器积蓄电荷；测量用变压器，其与上述换向电路连接，测定上述换向用电容器的电压；检测单元，其检测通过该测量用变压器测定的上述换向用电容器的电压变动。
根据本发明，即使产生事故等不适合，也能够瞬时地检测出因该不适合造成的事故电流，尽早地将事故电流从直流电源分离，能够防止事故的波及。
附图说明
图1是表示本发明的换向式直流断路器的实施例1的直流电路的电路结构图。
图2是用于说明本发明的换向式直流断路器的监视方法的流程图。
符号说明
1：主电路；1a：主电路电流；2：换向电路；2a：换向电流；3：主开关；4：副开关；5：换向开关；5a：换向电路形成开关；6：换向用电容器；7：能量吸收非线性电阻体；8：可饱和电抗器；9：直流电源；10：负载；11：电容器充电装置；12：电流检测器；13：驱动指令装置；14：换向式直流断路器；15：测量用变压器；16：检测单元；17：监视装置。
具体实施方式
以下，根据图示的实施例说明本发明的换向式直流断路器及其监视方法。
实施例1
在图1中表示本发明的换向式直流断路器的实施例1的直流电路的电路结构。
如该图所示，本实施例的换向式直流断路器14大致由以下部分构成：主开关3，其串联地插入到将直流电源9和负载10连接的主电路1中；副开关4，其与该主开关3串联连接；可饱和电抗器8，其连接在主开关3和副开关4之间；能量吸收非线性电阻体7，其相对于主开关3和可饱和电抗器8的串联电路并联连接；电流检测器12，其检测主电路1的过电流；驱动指令装置13，其如图1中虚线箭头所示，向主开关3、副开关4、换向开关5、换向电路形成开关5a分别发出开关指令；换向电路2，其将换向开关5与换向用电容器6和隔着换向用电容器6设置在换向开关5的相反侧的换向电路形成开关5a串联连接而构成，与主开关3并联连接；电容器充电装置11，其在换向用电容器6中积蓄电荷(换向用电容器6通过电容器充电装置11预先被充电为与主电路相反的极性)；测量用变压器15，其与换向电路2连接，测定换向用电容器6的电压；检测单元16，其检测通过该测量用变压器15测定的换向用电容器6的电压变动；监视装置17，其根据通过该检测单元16检测出的信号，显示换向开关5和换向电路形成开关5a闭路(点弧失败)的情况，并发出警报。
接着，使用图1和图2说明主电路1发生事故，电流检测器12检出过电流的情况下的通常的切断原理、以及本发明的实施例1的切断失败时的换向式直流断路器的监视方法。
如果在图2的步骤(A)中在直流电路中流过过大的电流(主电路事故)，则在步骤(B)中通过电流检测器12检测出过电流。在根据基于该过电流的检出的来自驱动指令装置13的指令，切断主电路1的电流的情况下，在断开主开关3后，通常马上在步骤(D)中点弧换向开关5和换向电路形成开关5a，形成换向用电容器6、换向开关5、主开关3、可饱和电抗器8的换向电路2，在步骤(E)中换向用电容器6放电而电容器电压下降，在与主电路电流1a相反的方向上流过与换向用电容器6的放电相伴的换向电流2a。该换向电流2a与主电路电流1a叠加，如果主开关3的电流达到零点，则在步骤(F)中主开关3消弧而换向式直流断路器14断开，由此在步骤(L)中切断事故电流。
另外，在根据驱动指令装置13的指令而不点弧换向开关5和换向电路形成开关5a的情况下，以前无法切断事故电流而换向式直流断路器14损伤，通过联动而顺序地断开本来不断开的断路器来切断了事故电流，因此事故电流的切断花费时间，甚至有可能事故波及到具有存在不适合的换向式直流断路器14的变电站整体的烧毁。
因此，在本实施例中，在步骤(C)中根据换向式直流断路器14的断开指令，监视步骤(D)的根据来自驱动指令装置13的指令进行的换向开关5和换向电路形成开关5a的点弧是否失败(开关)。
作为其监视方法，在步骤(G)中通过作为测定部的测量用变压器15测定换向用电容器6的电压，通过检测单元16检测该测定出的换向用电容器6的电压不变化(没有电压变动)的情况、即在换向电路2中未通电换向电流2a的情况，由此判断为换向开关5和换向电路形成开关5a的点弧失败，如果在步骤(H)中通过向辅助继电器通电而检测出异常，则在步骤(I)中，伴随着辅助继电器触点的动作，而向始终确认变电站的异常、状态而进行设备的操作的监视装置17发送信号，发出警报(蜂鸣等)并显示。然后，在步骤(J)中向关联断路器发出断开指令，在步骤(K)中断开关联断路器来切断事故电流(图2的步骤(L))。
通过上述的监视装置17的警报/显示，监视装置17的管理者能够知道异常，并且通过从监视装置17向在换向式直流断路器14的不适合时切断事故电流所需的电压更高的该变电站的上位断路器和该变电站的其他线路的馈电用断路器发出断开指令，能够瞬时地切断事故电流。
通过设为这样的本实施例，即使发生了事故等不适合，也能够瞬时地检测出因该不适合造成的事故电流，尽早地将事故电流从直流电源分离，能够防止事故的波及，因此不使损害扩大到变电站整体，能够使损害成为最小限来防止事故。
此外，本发明并不限于上述实施例，包含各种变形例。例如，为了容易理解地说明本发明而详细地说明了上述的实施例，并不一定限于具备所说明的全部结构。另外，能够将某实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，另外，也能够向某实施例的结构附加其他实施例的结构。另外，对于各实施例的结构的一部分，能够进行其他结构的追加、删除、置换。

Claims (9)

1.一种换向式直流断路器，其特征在于，具备：
主开关，其串联地插入到将直流电源和负载连接的主电路中；
副开关，其与该主开关串联连接；
换向电路，其将换向开关与换向用电容器和隔着上述换向用电容器设置在上述换向开关的相反侧的换向电路形成开关串联连接而构成，与上述主开关并联连接；
电容器充电装置，其向上述换向用电容器积蓄电荷；
测量用变压器，其与上述换向电路连接，测定上述换向用电容器的电压；以及
检测单元，其检测通过该测量用变压器测定的上述换向用电容器的电压变动，
根据通过上述检测单元检测出的上述换向用电容器的电压变动，监视对充电到上述换向用电容器中的电荷进行放电的上述换向开关和上述换向电路形成开关的闭路。
2.根据权利要求1所述的换向式直流断路器，其特征在于，
如果通过上述检测单元检测出上述换向用电容器的电压不变动，则判断为上述换向开关和上述换向电路形成开关的闭路。
3.根据权利要求2所述的换向式直流断路器，其特征在于，
如果通过上述检测单元检测出上述换向用电容器的电压不变动，在上述换向电路中未通电换向电流，则判断为上述换向开关和上述换向电路形成开关的闭路。
4.根据权利要求2或3所述的换向式直流断路器，其特征在于，
具备：监视装置，其根据通过上述检测单元检测出的信号，显示上述换向开关和上述换向电路形成开关是闭路状态，并发出警报。
5.一种换向式直流断路器的监视方法，其特征在于，
在对以下的换向式直流断路器进行监视时，根据通过检测单元检测出的换向用电容器的电压变动，监视对充电到上述换向用电容器中的电荷进行放电的换向开关和换向电路形成开关的闭路，
该换向式直流断路器具备：主开关，其串联地插入到将直流电源和负载连接的主电路中；副开关，其与该主开关串联连接；上述换向电路，其将上述换向开关与上述换向用电容器和隔着上述换向用电容器设置在上述换向开关的相反侧的换向电路形成开关串联连接而构成，与上述主开关并联连接；电容器充电装置，其向上述换向用电容器积蓄电荷；测量用变压器，其与上述换向电路连接，测定上述换向用电容器的电压；检测单元，其检测通过该测量用变压器测定的上述换向用电容器的电压变动。
6.根据权利要求5所述的换向式直流断路器的监视方法，其特征在于，
如果通过上述检测单元检测出上述换向用电容器的电压不变动，则判断为上述换向开关和上述换向电路形成开关的闭路。
7.根据权利要求6所述的换向式直流断路器的监视方法，其特征在于，
如果通过上述检测单元检测出上述换向用电容器的电压不变动，在上述换向电路中未通电换向电流，则判断为上述换向开关和上述换向电路形成开关的闭路。
8.根据权利要求6或7所述的换向式直流断路器的监视方法，其特征在于，
根据通过上述检测单元检测出的信号，通过监视装置显示上述换向开关和上述换向电路形成开关是闭路状态，并发出警报。
9.根据权利要求8所述的换向式直流断路器的监视方法，其特征在于，
通过上述检测单元检测上述换向用电容器的充电电压的降低，由此向上述监视装置显示上述换向式直流断路器对事故电流的切断失败，并且进行在上述换向式直流断路器的故障时断开的上位侧的断路器和馈电侧断路器的断开指示。
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