CN106921148A - 一种基于并联lc的直流开断装置 - Google Patents

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王川
张国勇
宋安超
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H02H7/268—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured for dc systems

Abstract

本发明涉及一种基于并联LC的直流开断装置，包括电容器C、电抗器L、可控硅SCR、高速涡流开关K0以及氧化锌FR；所述高速涡流开关K0的进线端与配电柜进线端相连接，高速涡流开关K0的出线端与配电柜出线端相连接；所述氧化锌FR并联在高速涡流开关K0的两端；所述电容器C的进线端与高速涡流开关K0的进线端相连接，电容器C的出线端与可控硅SCR的进线端相连接，所述可控硅SCR的出线端与电抗器L的进线端相连接，所述电抗器L的出线端与高速涡流开关K0的出线端相连接。本发明具有结构简单、开断能力强、安全可靠等优点，能有效开断直流线路中各种过流故障，减小短路电流对电力系统中电气设备的冲击，避免线路故障的进一步扩大。

Description

一种基于并联LC的直流开断装置
技术领域
本发明涉及直流电输电开断技术领域，尤其是一种基于并联LC的直流开断装置。
背景技术
直流断路器是直流场设备中非常重要的和必不可少的设备。我国直流断路器，长期依赖进口，国外厂家更是对其关键技术进行技术封锁，限制了我国直流断路器研发水平的发展。国内直流断路器的试验能力不足也成为影响其研制的重要因素。由于直流断路器未能国产化，其极高采购成本，制约了我国直流场系统集成国产化的能力。
直流断路器试验能力的建设对直流断路器的自主研发具有重要的指导意义，试验能力应能等效该类型直流断路器的实际运行条件，并能快速释放能量，其中包括LC低频振动产生直流分断电流。直流断路器断口分断后，电感中存储的能量给直流断路器中的电容器充电，导致电容器上的电压迅速上升，从而在断口两端产生恢复过电压；电流分段后，试验回路中泄能保护支路通过LC振荡快速消耗试验回路中的剩余能量。由于在整个试验回路中，需要多次用到不同L值的电感，直流断路器电流分断实验回路中的分段电感，会影响整个试验回路的设计，且对试验值与真实值的吻合产生影响。因此，合理布置不同L值的电感会降低试验成本和提高试验可靠性。
目前市场直流线路使用的直流断路器，存在着体积较大、造价昂贵、开断能力较小，无法满足电力系统的需要，使电力系统的运行存在一定的隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种当直流输电线路出线故障时，能够有效开断直流线路中各种过流故障，减小短路电流对电力系统中电气设备的冲击，避免线路故障进一步扩大的基于并联LC的直流开断装置。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种基于并联LC的直流开断装置，包括电容器C、电抗器L、用于形成LC串联震荡的可控硅SCR、用于切断短路故障的高速涡流开关K0，以及用于关断LC串联震荡的氧化锌FR；所述高速涡流开关K0的进线端与配电柜进线端相连接，高速涡流开关K0的出线端与配电柜出线端相连接；所述氧化锌FR并联在高速涡流开关K0的两端；所述电容器C的进线端与高速涡流开关K0的进线端相连接，电容器C的出线端与可控硅SCR的进线端相连接，所述可控硅SCR的出线端与电抗器L的进线端相连接，所述电抗器L的出线端与高速涡流开关K0的出线端相连接。
所述氧化锌FR的进线端与高速涡流开关K0的进线端相连接，氧化锌FR的出线端与高速涡流开关K0的出线端相连接。
所述可控硅SCR通过安装在配电柜中的控制器控制其开断。
所述高速涡流开关K0为真空灭弧断路器，所述高速涡流开关K0通过安装在配电柜中的控制器控制其开断。
由上述技术方案可知，本发明具有结构简单、开断能力强、安全可靠等优点，能有效开断直流线路中各种过流故障，减小短路电流对电力系统中电气设备的冲击，避免线路故障的进一步扩大。
附图说明
图1为本发明的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，一种基于并联LC的直流开断装置，包括电容器C、电抗器L、用于形成LC串联震荡的可控硅SCR、用于切断短路故障的高速涡流开关K0，以及用于关断LC串联震荡的氧化锌FR；所述高速涡流开关K0的进线端与配电柜进线端相连接，高速涡流开关K0的出线端与配电柜出线端相连接；所述氧化锌FR并联在高速涡流开关K0的两端；所述电容器C的进线端与高速涡流开关K0的进线端相连接，电容器C的出线端与可控硅SCR的进线端相连接，所述可控硅SCR的出线端与电抗器L的进线端相连接，所述电抗器L的出线端与高速涡流开关K0的出线端相连接。
如图1所示，所述氧化锌FR的进线端与高速涡流开关K0的进线端相连接，氧化锌FR的出线端与高速涡流开关K0的出线端相连接。所述可控硅SCR通过安装在配电柜中的控制器控制其开断。所述高速涡流开关K0为真空灭弧断路器，所述高速涡流开关K0通过安装在配电柜中的控制器控制其开断。
本发明的工作原理如下：当直流输电线路出线故障时，配电柜中控制器立即向高速涡流开关K0发出分闸命令、向可控硅SCR发出导通指令；当可控硅SCR导通后，装置中的电容器C、电抗器L、高速涡流开关K0立即形成串联谐振放电回路，在该回路中流过变化的交流电流，高速涡流开关K0在交变电流过零点时完成关断；当高速涡流开关K0断开后，配电柜中控制器立即向可控硅SCR发出关断指令，此时线路中电流流过电容器C回路，当电容器C两端电压升至氧化锌FR导通电压时，氧化锌FR立即导通，此时线路中电流流过氧化锌FR回路，此时可控硅SCR电流过零点时完成关断；当可控硅SCR关断后，氧化锌FR也立即关断，完成直流输电线路的开断各种过流故障。
综上所述，本发明具有结构简单、开断能力强、安全可靠等优点，能有效开断直流线路中各种过流故障，减小短路电流对电力系统中电气设备的冲击，避免线路故障的进一步扩大。

Claims (4)

1.一种基于并联LC的直流开断装置，其特征在于：包括电容器C、电抗器L、用于形成LC串联震荡的可控硅SCR、用于切断短路故障的高速涡流开关K0，以及用于关断LC串联震荡的氧化锌FR；所述高速涡流开关K0的进线端与配电柜进线端相连接，高速涡流开关K0的出线端与配电柜出线端相连接；所述氧化锌FR并联在高速涡流开关K0的两端；所述电容器C的进线端与高速涡流开关K0的进线端相连接，电容器C的出线端与可控硅SCR的进线端相连接，所述可控硅SCR的出线端与电抗器L的进线端相连接，所述电抗器L的出线端与高速涡流开关K0的出线端相连接。
2.根据权利要求1所述的基于并联LC的直流开断装置，其特征在于：所述氧化锌FR的进线端与高速涡流开关K0的进线端相连接，氧化锌FR的出线端与高速涡流开关K0的出线端相连接。
3.根据权利要求1所述的基于并联LC的直流开断装置，其特征在于：所述可控硅SCR通过安装在配电柜中的控制器控制其开断。
4.根据权利要求1所述的基于并联LC的直流开断装置，其特征在于：所述高速涡流开关K0为真空灭弧断路器，所述高速涡流开关K0通过安装在配电柜中的控制器控制其开断。
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