CN107069653B - 一种直流限流开断装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种直流限流开断装置，其由三个组合回路(31、32、33)、两个机械开关(22、24)、两个电子开关(23、25)和两个电感(21、26)组成，共有四种结构方式。该装置可实现直流故障电流的快速限流和分断，大幅降低直流故障电流对换流阀的冲击。

Description

一种直流限流开断装置
技术领域
本发明涉及一种直流限流开断装置。
背景技术
快速直流断路器是保证直流输配电系统和直流电网系统稳定安全可靠运行的关键设备之一。与交流系统所不同的是，直流系统的电流并不存在自然过零点，因此直流系统中无法像交流系统一样利用电流的自然过零点关断，因此直流电流的开断问题一直是一个值得研究的课题。
目前开断直流电流通常有两种方式，第一种是纯电力电子断路器，如ABB公司的专利CN102170181A，利用大功率可关断电力电子器件，直接分断直流电流。利用这种原理制造的固态断路器，在时间上虽然可以满足多端柔性直流系统的要求，但在正常导通时的损耗过大，经济性较差。
第二种是混合断路器技术，即在传统的交流机械断路器的基础上，通过增加辅助的电力电子电路，投入限流电阻以降低短路电流或在开断弧间隙的直流电流上叠加振荡电流，利用电流过零时开断电路。利用这种原理制造的混合式断路器，其对机械开关有特殊要求，在分断时间上较难满足直流输电系统的要求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提出一种基于混合式直流断路器技术的直流限流开断装置。本发明具有响应迅速、稳态运行时损耗小、出现短路故障时无电弧切断、可靠性高等特点。
本发明的直流限流开断装置共有以下四种结构方式：
1、方式一：所述的直流限流开断装置由三个组合回路、两个机械开关、两个电子开关和两个电感组成；第一电感的第二引出端子、第一二极管的第一引出端子、第一晶闸管的第一引出端子、第一电阻的第一引出端子、第一避雷器的第一引出端子、第三避雷器的第一引出端子和第一机械开关的第一引出端子在第六连接点连接；第一机械开关的第二引出端子和第一电子开关的第一引出端子在第七连接点连接；第一电子开关的第二引出端子、第二二极管的第一引出端子、第二晶闸管的第一引出端子、第二电阻的第一引出端子、第一避雷器的第二引出端子、第二避雷器的第一引出端子、第四避雷器的第一引出端子和第二机械开关的第一引出端子在第八连接点连接；第二机械开关的第二引出端子和第二电子开关的第一引出端子在第九连接点连接；第二电子开关的第二引出端子、第三二极管的第一引出端子、第三晶闸管的第一引出端子、第三电阻的第一引出端子、第二避雷器的第二引出端子、第五避雷器的第一引出端子和第二电感的第一引出端子在第十连接点连接；第一二极管的第二引出端子、第一晶闸管的第二引出端子和第三机械开关的第一引出端子在第十二连接点连接；第三机械开关的第二引出端子、第一电阻的第二引出端子和第一电容的第一引出端子在第十三连接点连接；第一电容的第二引出端子和第三避雷器的第二引出端子在第十四连接点连接；第二二极管的第二引出端子、第二晶闸管的第二引出端子和第四机械开关的第一引出端子在第十五连接点连接；第四机械开关的第二引出端子、第二电阻的第二引出端子和第二电容的第一引出端子在第十六连接点连接；第二电容的第二引出端子和第四避雷器的第二引出端子在第十七连接点连接；第三二极管的第二引出端子、第三晶闸管的第二引出端子和第五机械开关的第一引出端子在第十八连接点连接；第五机械开关的第二引出端子、第三电阻的第二引出端子和第三电容的第一引出端子在第十九连接点连接；第三电容的第二引出端子和第五避雷器的第二引出端子在第二十连接点连接。
在线路启动供电时，首先触发导通第一电子开关、第二电子开关、第一机械开关、第二机械开关；然后在检测到第一电阻上的压降与系统额定电压之间的偏差小于阈值时，闭合第三机械开关；在检测到第二电阻上的压降与系统额定电压之间的偏差小于阈值时，闭合第四机械开关；在检测到第三电阻上的压降与系统额定电压之间的偏差小于阈值时，闭合第五机械开关。
在直流输电线路无故障时，所述的第一机械开关、第二机械开关、第一电子开关、第二电子开关均处于闭合状态，为线路电流提供通路。
当检测到第二电感侧线路发生短路故障时，动作如下：立即开始分断第二机械开关、第二电子开关，同时触发第三晶闸管，并在第二机械开关触头达到预设的开距时触发打开机械开关，随后机械开关在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。在经过预设时间以后，所述直流限流开断装置开始重合闸动作：触发导通第二电子开关，闭合第二机械开关，若检测到第二电感侧线路仍然存在短路故障时，立即开始分断第一机械开关、第一电子开关，同时触发导通第二晶闸管，并在第一机械开关触头达到预设的开距时触发打开第四机械开关，随后第四机械开关在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。
当检测到第一电感侧线路发生短路故障时，动作如下：立即开始分断第一机械开关、第一电子开关，同时触发第一晶闸管，并在第一机械开关触头达到预设的开距时触发打开第三机械开关，随后第三机械开关在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。在经过预设时间以后，所述直流限流开断装置开始重合闸动作：触发导通第一电子开关，闭合第一机械开关，若检测到第一电感侧线路仍然存在短路故障时，立即开始分断第二机械开关、第二电子开关，同时触发导通第二晶闸管，并在第二机械开关触头达到预设的开距时触发打开第四机械开关，随后第四机械开关在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。
当检测到第二电感侧线路发生短路故障时，若第二机械开关发生拒动，则导通第二电子开关，断开第一电子开关，并开始分断第一机械开关，同时触发第三晶闸管和第二晶闸管，并在第一机械开关触头达到预设的开距时触发打开第五机械开关和第四机械开关，随后第五机械开关和第四机械开关在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。
当检测到第一电感侧线路发生短路故障时，若第一机械开关发生拒动，则导通第一电子开关，断开第二电子开关，并开始分断第二机械开关，同时触发第一晶闸管和第二晶闸管，并在第二机械开关触头达到预设的开距时触发打开第三机械开关和第四机械开关，随后第三机械开关和第四机械开关在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。
2、方式二：所述的直流限流开断装置由三个组合回路、两个机械开关、两个电子开关和两个电感组成；第一电感的第二引出端子、第一晶闸管的第一引出端子、第一二极管的第一引出端子、第一电阻的第一引出端子、第一避雷器的第一引出端子、第三避雷器的第一引出端子和第一机械开关的第一引出端子在第六连接点连接；第一机械开关的第二引出端子和第一电子开关的第一引出端子在第七连接点连接；第一电子开关的第二引出端子、第二晶闸管的第一引出端子、第二二极管的第一引出端子、第二电阻的第一引出端子、第一避雷器的第二引出端子、第二避雷器的第一引出端子、第四避雷器的第一引出端子和第二机械开关的第一引出端子在第八连接点连接；第二机械开关的第二引出端子和第二电子开关的第一引出端子在第九连接点连接；第二电子开关的第二引出端子、第三晶闸管的第一引出端子、第三二极管的第一引出端子、第三电阻的第一引出端子、第二避雷器的第二引出端子、第五避雷器的第一引出端子和第二电感的第一引出端子在第十连接点连接；第一晶闸管的第二引出端子、第一二极管的第二引出端子和第三机械开关的第一引出端子在第十二连接点连接；第三机械开关的第二引出端子、第一电阻的第二引出端子和第一电容的第一引出端子在第十三连接点连接；第一电容的第二引出端子和第三避雷器的第二引出端子在第十四连接点连接；第二晶闸管的第二引出端子、第二二极管的第二引出端子和第四机械开关的第一引出端子在第十五连接点连接；第四机械开关的第二引出端子、第二电阻的第二引出端子和第二电容的第一引出端子在第十六连接点连接；第二电容的第二引出端子和第四避雷器的第二引出端子在第十七连接点连接；第三晶闸管的第二引出端子、第三二极管的第二引出端子和第五机械开关的第一引出端子在第十八连接点连接；第五机械开关的第二引出端子、第三电阻的第二引出端子和第三电容的第一引出端子在第十九连接点连接；第三电容的第二引出端子和第五避雷器的第二引出端子在第二十连接点连接。
在线路启动供电时，首先触发导通第一电子开关、第二电子开关、第一机械开关、第二机械开关；然后在检测到电阻上的压降与系统额定电压之间的偏差小于阈值时，闭合机械开关；在检测到电阻上的压降与系统额定电压之间的偏差小于阈值时，闭合机械开关；在检测到电阻上的压降与系统额定电压之间的偏差小于阈值时，闭合机械开关。
在直流输电线路无故障时，所述的第一机械开关、第二机械开关、第一电子开关、第二电子开关均处于闭合状态为线路电流提供通路。
当检测到第二电感侧线路发生短路故障时，动作如下：立即开始分断第二机械开关、第二电子开关，同时触发导通第一晶闸管和第二晶闸管，并在第二机械开关触头达到预设的开距时触发打开机械开关，随后第五机械开关在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。在经过预设时间以后，所述直流限流开断装置开始重合闸动作：触发导通第二电子开关，闭合第二机械开关，若检测到第二电感侧线路仍然存在短路故障时，立即开始分断第一机械开关、第一电子开关，同时触发导通第一晶闸管，并在第一机械开关触头达到预设的开距时触发打开第四机械开关，随后第四机械开关在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。
当检测到第一电感侧线路发生短路故障时，动作如下：立即开始分断第一机械开关、第一电子开关，同时触发第二晶闸管和第三晶闸管，并在第一机械开关触头达到预设的开距时触发打开第一机械开关，随后第一机械开关在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。在经过预设时间以后，所述直流限流开断装置开始重合闸动作：触发导通第一电子开关，闭合第一机械开关，若检测到第一电感侧线路仍然存在短路故障时，立即开始分断第二机械开关、第二电子开关，同时触发导通第三晶闸管，并在第二机械开关触头达到预设的开距时触发打开第四机械开关，随后第四机械开关在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。
当检测到第二电感侧线路发生短路故障时，若第二机械开关发生拒动，则导通第二电子开关，断开第一电子开关，并开始分断第一机械开关，同时触发第一晶闸管，并在第一机械开关触头达到预设的开距时触发打开第五机械开关和第四机械开关，随后第五机械开关和第四机械开关在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。
当检测到第一电感侧线路发生短路故障时，若第一机械开关发生拒动，则导通第一电子开关，断开第二电子开关，并开始分断第二机械开关，同时触发第三晶闸管，并在第二机械开关触头达到预设的开距时触发打开第三机械开关和第四机械开关，随后第三机械开关和第四机械开关在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。
3、方式三：所述的直流限流开断装置由三个组合回路、一个机械开关、一个电子开关和两个电感组成。第一电感的第二引出端子、第一二极管的第一引出端子、第一晶闸管的第一引出端子、第一电阻的第一引出端子、第一避雷器的第一引出端子、第二避雷器的第一引出端子、第三避雷器的第一引出端子、第一机械开关的第一引出端子、第二二极管的第一引出端子和第二晶闸管的第一引出端子在第六连接点连接；第一机械开关的第二引出端子和第一电子开关的第一引出端子在第七连接点连接；第一电子开关的第二引出端子、第三晶闸管的第二引出端子、第三二极管的第二引出端子、第四二极管的第一引出端子、第四晶闸管的第一引出端子、第三电阻的第一引出端子、第一避雷器的第二引出端子、第四避雷器的第一引出端子、第五避雷器的第一引出端子和第二电感的第一引出端子在第八连接点连接；第一二极管的第二引出端子、第一晶闸管的第二引出端子和第二机械开关的第一引出端子在第十二连接点连接；第二机械开关的第二引出端子、第一电阻的第二引出端子和第一电容的第一引出端子在第十三连接点连接；第一电容的第二引出端子和第二避雷器的第二引出端子在第十四连接点连接；第二二极管的第二引出端子、第二晶闸管的第二引出端子、第三晶闸管的第一引出端子、第三二极管的第一引出端子、第三机械开关的第一引出端子和第二电阻的第一引出端子在第十五连接点连接；第三机械开关的第二引出端子、第二电阻的第二引出端子和第二电容的第一引出端子在第十六连接点连接；第二电容的第二引出端子、第三避雷器的第二引出端子和第四避雷器的第二引出端子在第十七连接点连接；第四二极管的第二引出端子、第四晶闸管的第二引出端子和第四机械开关的第一引出端子在第十八连接点连接；第四机械开关的第二引出端子、第三电阻的第二引出端子和第三电容的第一引出端子在第十九连接点连接；第三电容的第二引出端子和第五避雷器的第二引出端子在第二十连接点连接。
在直流输电线路无故障时，所述的第一机械开关、第一电子开关均处于闭合状态为线路电流提供通路。
当检测到第二电感侧线路发生短路故障时，动作如下：立即开始分断第一机械开关、第一电子开关，同时触发导通第四晶闸管，并在第一机械开关触头达到预设的开距时触发打开第四机械开关，随后第四机械开关在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。在经过预设时间以后，所述直流限流开断装置开始重合闸动作：触发导通第一电子开关，闭合第一机械开关，若检测到第二电感侧线路仍然存在短路故障时，立即开始分断第一机械开关、第一电子开关，同时触发导通第三晶闸管，并在第一机械开关触头达到预设的开距时触发打开第三机械开关，随后第三机械开关在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。
当检测到第一电感侧线路发生短路故障时，动作如下：立即开始分断第一机械开关、第一电子开关，同时触发第一晶闸管，并在第一机械开关触头达到预设的开距时触发打开第二机械开关，随后第二机械开关在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。在经过预设时间以后，所述直流限流开断装置开始重合闸动作：触发导通第一电子开关，闭合第一机械开关，若检测到第一电感侧线路仍然存在短路故障时，立即开始分断第一机械开关、第一电子开关，同时触发导通第二晶闸管，并在第一机械开关触头达到预设的开距时触发打开第三机械开关，随后第三机械开关在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。
4、方式四：所述的直流限流开断装置由四个组合回路、两个机械开关、两个电子开关和三个电感组成；第一电感的第二引出端子、第一二极管的第一引出端子、第一晶闸管的第一引出端子、第一电阻的第一引出端子、第一避雷器的第一引出端子、第三避雷器的第一引出端子和第一机械开关的第一引出端子在第六连接点连接；第一机械开关的第二引出端子和第一电子开关的第一引出端子在第七连接点连接；第一电子开关的第二引出端子、第二二极管的第一引出端子、第二晶闸管的第一引出端子、第二电阻的第一引出端子、第一避雷器的第二引出端子、第四避雷器的第一引出端子和第二电感的第一引出端子在第八连接点连接；第二电感的第二引出端子、第二机械开关的第一引出端子、第三二极管的第一引出端子、第三晶闸管的第一引出端子、第三电阻的第一引出端子、第二避雷器的第一引出端子、第五避雷器的第一引出端子在第九连接点连接；第二机械开关的第二引出端子和第二电子开关的第一引出端子在第十连接点连接；第二电子开关的第二引出端子、第四二极管的第一引出端子、第四晶闸管的第一引出端子、第四电阻的第一引出端子、第二避雷器的第二引出端子、第六避雷器的第一引出端子和第三电感的第一引出端子在第十一连接点连接；第一二极管的第二引出端子、第一晶闸管的第二引出端子和第三机械开关的第一引出端子在第十三连接点连接；第三机械开关的第二引出端子、第一电阻的第二引出端子和第一电容的第一引出端子在第十四连接点连接；第一电容的第二引出端子和第三避雷器的第二引出端子在第十五连接点连接；第二二极管的第二引出端子、第二晶闸管的第二引出端子和第四机械开关的第一引出端子在第十六连接点连接；第四机械开关的第二引出端子、第二电阻的第二引出端子和第二电容的第一引出端子在第十七连接点连接；第二电容的第二引出端子和第四避雷器的第二引出端子在第十八连接点连接；第三二极管的第二引出端子、第三晶闸管的第二引出端子和第五机械开关的第一引出端子在第十九连接点连接；第五机械开关的第二引出端子、第三电阻的第二引出端子和第三电容的第一引出端子在第二十连接点连接；第三电容的第二引出端子和第五避雷器的第二引出端子在第二十一连接点连接；第四二极管的第二引出端子、第四晶闸管的第二引出端子和第六机械开关的第一引出端子在第二十二连接点连接；第六机械开关的第二引出端子、第四电阻的第二引出端子和第四电容的第一引出端子在第二十三连接点连接；第四电容的第二引出端子和第六避雷器的第二引出端子在第二十四连接点连接。
根据机械开关的特性，既可以先给定第一机械开关先导通指令，又可以先给定第一电子开关导通指令，也可以同时给定第一机械开关和第一电子开关导通指令。
本发明的优点：
a.可实现直流故障电流的快速限流，利用电容电压对非故障侧电感两端的电压进行钳位，大幅降低非故障侧电感上的故障电流幅值；
b.可实现直流故障电流的快速分断，大幅降低直流故障电流对换流阀的冲击；
c.具有两个机械开关，在一个机械开关发生故障时可启用另一机械开关，提高了设备可靠性；
d.该限流分断装置动作更为迅速，能够实现零电弧开断；
e.该该限流分断装置能够将短路电流控制在较低的水平，从而有效的保护线路上的其它电气设备。
附图说明
图1为本发明的具体实施例1的电路原理图；
图2为本发明的具体实施例2的电路原理图；
图3为本发明的具体实施例3的电路原理图；
图4为本发明的具体实施例4的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。
实施例1
图1所示为本发明的实施例1。如图1所示，本发明的直流限流开断装置由三个组合回路31、32、33、两个机械开关22、24、两个电子开关23、25和两个电感21、26组成；第一电感21的第二引出端子、第一二极管111的第一引出端子、第一晶闸管112的第一引出端子、第一电阻113的第一引出端子、第一避雷器27的第一引出端子、第三避雷器116的第一引出端子和第一机械开关22的第一引出端子在第六连接点6连接；第一机械开关22的第二引出端子和第一电子开关23的第一引出端子在第七连接点7连接；第一电子开关23的第二引出端子、第二二极管121的第一引出端子、第二晶闸管122的第一引出端子、第二电阻123的第一引出端子、第一避雷器27的第二引出端子、第二避雷器28的第一引出端子、第四避雷器126的第一引出端子和第二机械开关24的第一引出端子在第八连接点8连接；第二机械开关24的第二引出端子和第二电子开关25的第一引出端子在第九连接点9连接；第二电子开关25的第二引出端子、第三二极管131的第一引出端子、第三晶闸管132的第一引出端子、第三电阻133的第一引出端子、第二避雷器28的第二引出端子、第五避雷器136的第一引出端子和第二电感26的第一引出端子在第十连接点10连接；第一二极管111的第二引出端子、第一晶闸管112的第二引出端子和第三机械开关114的第一引出端子在第十二连接点12连接；第三机械开关114的第二引出端子、第一电阻113的第二引出端子和第一电容115的第一引出端子在第十三连接点13连接；第一电容115的第二引出端子和第三避雷器116的第二引出端子在第十四连接点14连接；第二二极管121的第二引出端子、第二晶闸管122的第二引出端子和第四机械开关124的第一引出端子在第十五连接点15连接；第四机械开关124的第二引出端子、第二电阻123的第二引出端子和第二电容125的第一引出端子在第十六连接点16连接；第二电容125的第二引出端子和第四避雷器126的第二引出端子在第十七连接点17连接；第三二极管131的第二引出端子、第三晶闸管132的第二引出端子和第五机械开关134的第一引出端子在第十八连接点18连接；第五机械开关134的第二引出端子、第三电阻133的第二引出端子和第三电容135的第一引出端子在第十九连接点19连接；第三电容135的第二引出端子和第五避雷器136的第二引出端子在第二十连接点20连接。
如图1所示，在线路启动供电时，首先触发导通第一电子开关23、第二电子开关25、第一机械开关22、第二机械开关24；然后在检测到第一电阻113上的压降与系统额定电压之间的偏差小于阈值时，闭合第三机械开关114；在检测到第二电阻123上的压降与系统额定电压之间的偏差小于阈值时，闭合第四机械开关124；在检测到第三电阻133上的压降与系统额定电压之间的偏差小于阈值时，闭合第五机械开关134。
在直流输电线路无故障时，所述的第一机械开关22、第二机械开关24、第一电子开关23、第二电子开关25均处于闭合状态，为线路电流提供通路。
当检测到第二电感26侧线路发生短路故障时，动作如下：立即开始分断第二机械开关24、第二电子开关25，同时触发第三晶闸管132，并在第二机械开关24触头达到预设的开距时触发打开机械开关134，随后机械开关134在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。在经过预设时间以后，所述直流限流开断装置开始重合闸动作：触发导通第二电子开关25，闭合第二机械开关24，若检测到第二电感26侧线路仍然存在短路故障时，立即开始分断第一机械开关22、第一电子开关23，同时触发导通第二晶闸管122，并在第一机械开关22触头达到预设的开距时触发打开第四机械开关124，随后第四机械开关124在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。
当检测到第一电感21侧线路发生短路故障时，动作如下：立即开始分断第一机械开关22、第一电子开关23，同时触发第一晶闸管112，并在第一机械开关22触头达到预设的开距时触发打开第三机械开关114，随后第三机械开关114在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。在经过预设时间以后，所述直流限流开断装置开始重合闸动作：触发导通第一电子开关23，闭合第一机械开关22，若检测到第一电感21侧线路仍然存在短路故障时，立即开始分断第二机械开关24、第二电子开关25，同时触发导通第二晶闸管122，并在第二机械开关24触头达到预设的开距时触发打开第四机械开关124，随后第四机械开关124在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。
当检测到第二电感26侧线路发生短路故障时，若第二机械开关24发生拒动，则导通第二电子开关25，断开第一电子开关23，并开始分断第一机械开关22，同时触发第三晶闸管132和第二晶闸管122，并在第一机械开关22触头达到预设的开距时触发打开第五机械开关134和第四机械开关124，随后第五机械开关134和第四机械开关124在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。
当检测到第一电感21侧线路发生短路故障时，若第一机械开关22发生拒动，则导通第一电子开关23，断开第二电子开关25，并开始分断第二机械开关24，同时触发第一晶闸管112和第二晶闸管122，并在第二机械开关24触头达到预设的开距时触发打开第三机械开关114和第四机械开关124，随后第三机械开关114和第四机械开关124在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。
实施例2
图2所示为本发明的实施例2。如图2所示，本发明的直流限流开断装置由三个组合回路41、42、43、两个机械开关22、24、两个电子开关23、25和两个电感21、26组成；第一电感21的第二引出端子、第一晶闸管211的第一引出端子、第一二极管212的第一引出端子、第一电阻213的第一引出端子、第一避雷器27的第一引出端子、第三避雷器216的第一引出端子和第一机械开关22的第一引出端子在第六连接点6连接；第一机械开关22的第二引出端子和第一电子开关23的第一引出端子在第七连接点7连接；第一电子开关23的第二引出端子、第二晶闸管221的第一引出端子、第二二极管222的第一引出端子、第二电阻223的第一引出端子、第一避雷器27的第二引出端子、第二避雷器28的第一引出端子、第四避雷器226的第一引出端子和第二机械开关24的第一引出端子在第八连接点8连接；第二机械开关24的第二引出端子和第二电子开关25的第一引出端子在第九连接点9连接；第二电子开关25的第二引出端子、第三晶闸管231的第一引出端子、第三二极管232的第一引出端子、第三电阻233的第一引出端子、第二避雷器28的第二引出端子、第五避雷器236的第一引出端子和第二电感26的第一引出端子在第十连接点10连接；第一晶闸管211的第二引出端子、第一二极管212的第二引出端子和第三机械开关214的第一引出端子在第十二连接点12连接；第三机械开关214的第二引出端子、第一电阻213的第二引出端子和第一电容215的第一引出端子在第十三连接点13连接；第一电容215的第二引出端子和第三避雷器216的第二引出端子在第十四连接点14连接；第二晶闸管221的第二引出端子、第二二极管222的第二引出端子和第四机械开关224的第一引出端子在第十五连接点15连接；第四机械开关224的第二引出端子、第二电阻223的第二引出端子和第二电容225的第一引出端子在第十六连接点16连接；第二电容225的第二引出端子和第四避雷器226的第二引出端子在第十七连接点17连接；第三晶闸管231的第二引出端子、第三二极管232的第二引出端子和第五机械开关234的第一引出端子在第十八连接点18连接；第五机械开关234的第二引出端子、第三电阻233的第二引出端子和第三电容235的第一引出端子在第十九连接点19连接；第三电容235的第二引出端子和第五避雷器236的第二引出端子在第二十连接点20连接。
如图2所示，在线路启动供电时，首先触发导通第一电子开关23、第二电子开关25、第一机械开关22、第二机械开关24；然后在检测到电阻213上的压降与系统额定电压之间的偏差小于阈值时，闭合机械开关214；在检测到电阻223上的压降与系统额定电压之间的偏差小于阈值时，闭合机械开关224；在检测到电阻233上的压降与系统额定电压之间的偏差小于阈值时，闭合机械开关234。
在直流输电线路无故障时，所述的第一机械开关22、第二机械开关24、第一电子开关23、第二电子开关25均处于闭合状态为线路电流提供通路。
当检测到第二电感26侧线路发生短路故障时，动作如下：立即开始分断第二机械开关24、第二电子开关25，同时触发导通第一晶闸管211和第二晶闸管221，并在第二机械开关24触头达到预设的开距时触发打开机械开关234，随后第五机械开关234在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。在经过预设时间以后，所述直流限流开断装置开始重合闸动作：触发导通第二电子开关25，闭合第二机械开关24，若检测到第二电感26侧线路仍然存在短路故障时，立即开始分断第一机械开关22、第一电子开关23，同时触发导通第一晶闸管211，并在第一机械开关22触头达到预设的开距时触发打开第四机械开关224，随后第四机械开关224在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。
当检测到第一电感21侧线路发生短路故障时，动作如下：立即开始分断第一机械开关22、第一电子开关23，同时触发第二晶闸管221和第三晶闸管231，并在第一机械开关22触头达到预设的开距时触发打开第一机械开关214，随后第一机械开关214在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。在经过预设时间以后，所述直流限流开断装置开始重合闸动作：触发导通第一电子开关23，闭合第一机械开关22，若检测到第一电感21侧线路仍然存在短路故障时，立即开始分断第二机械开关22、第二电子开关23，同时触发导通第三晶闸管231，并在第二机械开关24触头达到预设的开距时触发打开第四机械开关224，随后第四机械开关224在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。
当检测到第二电感26侧线路发生短路故障时，若第二机械开关24发生拒动，则导通第二电子开关25，断开第一电子开关23，并开始分断第一机械开关22，同时触发第一晶闸管211，并在第一机械开关22触头达到预设的开距时触发打开第五机械开关234和第四机械开关224，随后第五机械开关234和第四机械开关224在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。
当检测到第一电感21侧线路发生短路故障时，若第一机械开关22发生拒动，则导通第一电子开关23，断开第二电子开关25，并开始分断第二机械开关27，同时触发第三晶闸管231，并在第二机械开关24触头达到预设的开距时触发打开第三机械开关214和第四机械开关224，随后第三机械开关214和第四机械开关224在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。
实施例3
图3所示为本发明的实施例3。如图3所示，本发明的直流限流开断装置由三个组合回路51、52、53、一个机械开关22、一个电子开关23和两个电感21、26组成。第一电感21的第二引出端子、第一二极管311的第一引出端子、第一晶闸管312的第一引出端子、第一电阻313的第一引出端子、第一避雷器27的第一引出端子、第二避雷器316的第一引出端子、第三避雷器328的第一引出端子、第一机械开关22的第一引出端子、第二二极管321的第一引出端子和第二晶闸管322的第一引出端子在第六连接点6连接；第一机械开关22的第二引出端子和第一电子开关23的第一引出端子在第七连接点7连接；第一电子开关23的第二引出端子、第三晶闸管323的第二引出端子、第三二极管324的第二引出端子、第四二极管331的第一引出端子、第四晶闸管332的第一引出端子、第三电阻333的第一引出端子、第一避雷器27的第二引出端子、第四避雷器329的第一引出端子、第五避雷器336的第一引出端子和第二电感26的第一引出端子在第八连接点8连接；第一二极管311的第二引出端子、第一晶闸管312的第二引出端子和第二机械开关314的第一引出端子在第十二连接点12连接；第二机械开关314的第二引出端子、第一电阻313的第二引出端子和第一电容315的第一引出端子在第十三连接点13连接；第一电容315的第二引出端子和第二避雷器316的第二引出端子在第十四连接点14连接；第二二极管321的第二引出端子、第二晶闸管322的第二引出端子、第三晶闸管323的第一引出端子、第三二极管324的第一引出端子、第三机械开关325的第一引出端子和第二电阻326的第一引出端子在第十五连接点15连接；第三机械开关325的第二引出端子、第二电阻326的第二引出端子和第二电容327的第一引出端子在第十六连接点16连接；第二电容327的第二引出端子、第三避雷器328的第二引出端子和第四避雷器329的第二引出端子在第十七连接点17连接；第四二极管331的第二引出端子、第四晶闸管332的第二引出端子和第四机械开关334的第一引出端子在第十八连接点18连接；第四机械开关334的第二引出端子、第三电阻333的第二引出端子和第三电容335的第一引出端子在第十九连接点19连接；第三电容335的第二引出端子和第五避雷器336的第二引出端子在第二十连接点20连接。
如图3所示，在直流输电线路无故障时，所述的第一机械开关22、第一电子开关23均处于闭合状态为线路电流提供通路。
当检测到第二电感26侧线路发生短路故障时，动作如下：立即开始分断第一机械开关22、第一电子开关23，同时触发导通第四晶闸管332，并在第一机械开关22触头达到预设的开距时触发打开第四机械开关334，随后第四机械开关334在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。在经过预设时间以后，所述直流限流开断装置开始重合闸动作：触发导通第一电子开关23，闭合第一机械开关22，若检测到第二电感26侧线路仍然存在短路故障时，立即开始分断第一机械开关22、第一电子开关23，同时触发导通第三晶闸管323，并在第一机械开关22触头达到预设的开距时触发打开第三机械开关325，随后第三机械开关325在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。
当检测到第一电感21侧线路发生短路故障时，动作如下：立即开始分断第一机械开关22、第一电子开关23，同时触发第一晶闸管312，并在第一机械开关22触头达到预设的开距时触发打开第二机械开关314，随后第二机械开关314在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。在经过预设时间以后，所述直流限流开断装置开始重合闸动作：触发导通第一电子开关23，闭合第一机械开关22，若检测到第一电感21侧线路仍然存在短路故障时，立即开始分断第一机械开关22、第一电子开关23，同时触发导通第二晶闸管322，并在第一机械开关22触头达到预设的开距时触发打开第三机械开关325，随后第三机械开关325在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。
实施例4
图4所示为本发明的实施例4。如图4所示，本发明的直流限流开断装置由四个组合回路61、62、63、64、两个机械开关32、35、两个电子开关33、36和三个电感31、34、37组成；第一电感31的第二引出端子、第一二极管411的第一引出端子、第一晶闸管412的第一引出端子、第一电阻413的第一引出端子、第一避雷器38的第一引出端子、第三避雷器416的第一引出端子和第一机械开关32的第一引出端子在第六连接点6连接；第一机械开关32的第二引出端子和第一电子开关33的第一引出端子在第七连接点7连接；第一电子开关33的第二引出端子、第二二极管421的第一引出端子、第二晶闸管422的第一引出端子、第二电阻423的第一引出端子、第一避雷器38的第二引出端子、第四避雷器426的第一引出端子和第二电感34的第一引出端子在第八连接点8连接；第二电感34的第二引出端子、第二机械开关35的第一引出端子、第三二极管431的第一引出端子、第三晶闸管432的第一引出端子、第三电阻433的第一引出端子、第二避雷器39的第一引出端子、第五避雷器436的第一引出端子在第九连接点9连接；第二机械开关35的第二引出端子和第二电子开关36的第一引出端子在第十连接点10连接；第二电子开关36的第二引出端子、第四二极管441的第一引出端子、第四晶闸管442的第一引出端子、第四电阻443的第一引出端子、第二避雷器39的第二引出端子、第六避雷器446的第一引出端子和第三电感37的第一引出端子在第十一连接点11连接；第一二极管411的第二引出端子、第一晶闸管412的第二引出端子和第三机械开关414的第一引出端子在第十三连接点13连接；第三机械开关414的第二引出端子、第一电阻413的第二引出端子和第一电容415的第一引出端子在第十四连接点14连接；第一电容415的第二引出端子和第三避雷器416的第二引出端子在第十五连接点15连接；第二二极管421的第二引出端子、第二晶闸管422的第二引出端子和第四机械开关424的第一引出端子在第十六连接点16连接；第四机械开关424的第二引出端子、第二电阻423的第二引出端子和第二电容425的第一引出端子在第十七连接点17连接；第二电容425的第二引出端子和第四避雷器426的第二引出端子在第十八连接点18连接；第三二极管431的第二引出端子、第三晶闸管432的第二引出端子和第五机械开关434的第一引出端子在第十九连接点19连接；第五机械开关434的第二引出端子、第三电阻433的第二引出端子和第三电容435的第一引出端子在第二十连接点20连接；第三电容435的第二引出端子和第五避雷器436的第二引出端子在第二十一连接点21连接；第四二极管441的第二引出端子、第四晶闸管442的第二引出端子和第六机械开关444的第一引出端子在第二十二连接点22连接；第六机械开关444的第二引出端子、第四电阻443的第二引出端子和第四电容445的第一引出端子在第二十三连接点23连接；第四电容445的第二引出端子和第六避雷器446的第二引出端子在第二十四连接点24连接。

Claims (6)

1.一种直流限流开断装置，其特征在于：所述的直流限流开断装置由三个组合回路(31、32、33)、两个机械开关(22、24)、两个电子开关(23、25)和两个电感(21、26)组成；第一电感(21)的第二引出端子、第一二极管(111)的第一引出端子、第一晶闸管(112)的第一引出端子、第一电阻(113)的第一引出端子、第一避雷器(27)的第一引出端子、第三避雷器(116)的第一引出端子和第一机械开关(22)的第一引出端子在第六连接点(6)连接；第一机械开关(22)的第二引出端子和第一电子开关(23)的第一引出端子在第七连接点(7)连接；第一电子开关(23)的第二引出端子、第二二极管(121)的第一引出端子、第二晶闸管(122)的第一引出端子、第二电阻(123)的第一引出端子、第一避雷器(27)的第二引出端子、第二避雷器(28)的第一引出端子、第四避雷器(126)的第一引出端子和第二机械开关(24)的第一引出端子在第八连接点(8)连接；第二机械开关(24)的第二引出端子和第二电子开关(25)的第一引出端子在第九连接点(9)连接；第二电子开关(25)的第二引出端子、第三二极管(131)的第一引出端子、第三晶闸管(132)的第一引出端子、第三电阻(133)的第一引出端子、第二避雷器(28)的第二引出端子、第五避雷器(136)的第一引出端子和第二电感(26)的第一引出端子在第十连接点(10)连接；第一二极管(111)的第二引出端子、第一晶闸管(112)的第二引出端子和第三机械开关(114)的第一引出端子在第十二连接点(12)连接；第三机械开关(114)的第二引出端子、第一电阻(113)的第二引出端子和第一电容(115)的第一引出端子在第十三连接点(13)连接；第一电容(115)的第二引出端子和第三避雷器(116)的第二引出端子在第十四连接点(14)连接；第二二极管(121)的第二引出端子、第二晶闸管(122)的第二引出端子和第四机械开关(124)的第一引出端子在第十五连接点(15)连接；第四机械开关(124)的第二引出端子、第二电阻(123)的第二引出端子和第二电容(125)的第一引出端子在第十六连接点(16)连接；第二电容(125)的第二引出端子和第四避雷器(126)的第二引出端子在第十七连接点(17)连接；第三二极管(131)的第二引出端子、第三晶闸管(132)的第二引出端子和第五机械开关(134)的第一引出端子在第十八连接点(18)连接；第五机械开关(134)的第二引出端子、第三电阻(133)的第二引出端子和第三电容(135)的第一引出端子在第十九连接点(19)连接；第三电容(135)的第二引出端子和第五避雷器(136)的第二引出端子在第二十连接点(20)连接；
在线路启动供电时，首先触发导通所述的第一电子开关(23)、第二电子开关(25)、第一机械开关(22)和第二机械开关(24)；然后在检测到第一电阻(113)上的压降与系统额定电压之间的偏差小于阈值时，闭合第三机械开关(114)；在检测到第二电阻(123)上的压降与系统额定电压之间的偏差小于阈值时，闭合第四机械开关(124)；在检测到第三电阻(133)上的压降与系统额定电压之间的偏差小于阈值时，闭合第五机械开关(134)。
2.按照权利要求1所述的直流限流开断装置，其特征在于：在直流输电线路无故障时，所述的第一机械开关(22)、第二机械开关(24)、第一电子开关(23)和第二电子开关(25)均处于闭合状态，为线路电流提供通路；
当检测到第二电感(26)侧线路发生短路故障时，动作如下：立即开始分断第二机械开关(24)、第二电子开关(25)，同时触发第三晶闸管(132)，并在第二机械开关(24)触头达到预设的开距时触发打开第五机械开关(134)，随后第五机械开关(134)在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断；在经过预设时间以后，所述直流限流开断装置开始重合闸动作：触发导通第二电子开关(25)，闭合第二机械开关(24)，若检测到第二电感(26)侧线路仍然存在短路故障时，立即开始分断第一机械开关(22)、第一电子开关(23)，同时触发导通第二晶闸管(122)，并在第一机械开关(22)触头达到预设的开距时触发打开第四机械开关(124)，随后第四机械开关(124)在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断；
当检测到第一电感(21)侧线路发生短路故障时，动作如下：立即开始分断第一机械开关(22)、第一电子开关(23)，同时触发第一晶闸管(112)，并在第一机械开关(22)触头达到预设的开距时触发打开第三机械开关(114)，随后第三机械开关(114)在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断；在经过预设时间以后，所述直流限流开断装置开始重合闸动作：触发导通第一电子开关(23)，闭合第一机械开关(22)，若检测到第一电感(21)侧线路仍然存在短路故障时，立即开始分断第二机械开关(24)、第二电子开关(25)，同时触发导通第二晶闸管(122)，并在第二机械开关(24)触头达到预设的开距时触发打开第四机械开关(124)，随后第四机械开关(124)在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。
3.按照权利要求2所述的直流限流开断装置，其特征在于：当检测到所述的第二电感(26)侧线路发生短路故障时，若第二机械开关(24)发生拒动，则导通第二电子开关(25)，断开第一电子开关(23)，并开始分断第一机械开关(22)，同时触发第三晶闸管(132)和第二晶闸管(122)，并在第一机械开关(22)触头达到预设的开距时触发打开第五机械开关(134)和第四机械开关(124)，随后第五机械开关(134)和第四机械开关(124)在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断；
当检测到所述的第一电感(21)侧线路发生短路故障时，若第一机械开关(22)发生拒动，则导通第一电子开关(23)，断开第二电子开关(25)，并开始分断第二机械开关(24)，同时触发第一晶闸管(112)和第二晶闸管(122)，并在第二机械开关(24)触头达到预设的开距时触发打开第三机械开关(114)和第四机械开关(124)，随后第三机械开关(114)和第四机械开关(124)在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。
4.一种直流限流开断装置，其特征在于：所述的直流限流开断装置由三个组合回路(41、42、43)、两个机械开关(22、24)、两个电子开关(23、25)和两个电感(21、26)组成；第一电感(21)的第二引出端子、第一晶闸管(211)的第一引出端子、第一二极管(212)的第一引出端子、第一电阻(213)的第一引出端子、第一避雷器(27)的第一引出端子、第三避雷器(216)的第一引出端子和第一机械开关(22)的第一引出端子在第六连接点(6)连接；第一机械开关(22)的第二引出端子和第一电子开关(23)的第一引出端子在第七连接点(7)连接；第一电子开关(23)的第二引出端子、第二晶闸管(221)的第一引出端子、第二二极管(222)的第一引出端子、第二电阻(223)的第一引出端子、第一避雷器(27)的第二引出端子、第二避雷器(28)的第一引出端子、第四避雷器(226)的第一引出端子和第二机械开关(24)的第一引出端子在第八连接点(8)连接；第二机械开关(24)的第二引出端子和第二电子开关(25)的第一引出端子在第九连接点(9)连接；第二电子开关(25)的第二引出端子、第三晶闸管(231)的第一引出端子、第三二极管(232)的第一引出端子、第三电阻(233)的第一引出端子、第二避雷器(28)的第二引出端子、第五避雷器(236)的第一引出端子和第二电感(26)的第一引出端子在第十连接点(10)连接；第一晶闸管(211)的第二引出端子、第一二极管(212)的第二引出端子和第三机械开关(214)的第一引出端子在第十二连接点(12)连接；第三机械开关(214)的第二引出端子、第一电阻(213)的第二引出端子和第一电容(215)的第一引出端子在第十三连接点(13)连接；第一电容(215)的第二引出端子和第三避雷器(216)的第二引出端子在第十四连接点(14)连接；第二晶闸管(221)的第二引出端子、第二二极管(222)的第二引出端子和第四机械开关(224)的第一引出端子在第十五连接点(15)连接；第四机械开关(224)的第二引出端子、第二电阻(223)的第二引出端子和第二电容(225)的第一引出端子在第十六连接点(16)连接；第二电容(225)的第二引出端子和第四避雷器(226)的第二引出端子在第十七连接点(17)连接；第三晶闸管(231)的第二引出端子、第三二极管(232)的第二引出端子和第五机械开关(234)的第一引出端子在第十八连接点(18)连接；第五机械开关(234)的第二引出端子、第三电阻(233)的第二引出端子和第三电容(235)的第一引出端子在第十九连接点(19)连接；第三电容(235)的第二引出端子和第五避雷器(236)的第二引出端子在第二十连接点(20)连接；
在线路启动供电时，首先触发导通所述的第一电子开关(23)、第二电子开关(25)、第一机械开关(22)、第二机械开关(24)；然后在检测到电阻(213)上的压降与系统额定电压之间的偏差小于阈值时，闭合第三机械开关(214)；在检测到电阻(223)上的压降与系统额定电压之间的偏差小于阈值时，闭合第四机械开关(224)；在检测到电阻(233)上的压降与系统额定电压之间的偏差小于阈值时，闭合第五机械开关(234)。
5.按照权利要求4所述的直流限流开断装置，其特征在于：在直流输电线路无故障时，所述的第一机械开关(22)、第二机械开关(24)、第一电子开关(23)、第二电子开关(25)均处于闭合状态为线路电流提供通路；
当检测到第二电感(26)侧线路发生短路故障时，动作如下：立即开始分断第二机械开关(24)、第二电子开关(25)，同时触发导通第一晶闸管(211)和第二晶闸管(221)，并在第二机械开关(24)触头达到预设的开距时触发打开第五机械开关(234)，随后第五机械开关(234)在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断；在经过预设时间以后，所述直流限流开断装置开始重合闸动作：触发导通第二电子开关(25)，闭合第二机械开关(24)，若检测到第二电感(26)侧线路仍然存在短路故障时，立即开始分断第一机械开关(22)、第一电子开关(23)，同时触发导通第一晶闸管(211)，并在第一机械开关(22)触头达到预设的开距时触发打开第四机械开关(224)，随后第四机械开关(224)在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断；
当检测到第一电感(21)侧线路发生短路故障时，动作如下：立即开始分断第一机械开关(22)、第一电子开关(23)，同时触发第二晶闸管(221)和第三晶闸管(231)，并在第一机械开关(22)触头达到预设的开距时触发打开第一机械开关(214)，随后第一机械开关(214)在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断；在经过预设时间以后，所述直流限流开断装置开始重合闸动作：触发导通第一电子开关(23)，闭合第一机械开关(22)，若检测到第一电感(21)侧线路仍然存在短路故障时，立即开始分断第二机械开关(22)、第二电子开关(23)，同时触发导通第三晶闸管(231)，并在第二机械开关(24)触头达到预设的开距时触发打开第四机械开关(224)，随后第四机械开关(224)在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。
6.按照权利要求5所述的直流限流开断装置，其特征在于：当检测到第二电感(26)侧线路发生短路故障时，若第二机械开关(24)发生拒动，则导通第二电子开关(25)，断开第一电子开关(23)，并开始分断第一机械开关(22)，同时触发第一晶闸管(211)，并在第一机械开关(22)触头达到预设的开距时触发打开第五机械开关(234)和第四机械开关(224)，随后第五机械开关(234)和第四机械开关(224)在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断；
当检测到第一电感(21)侧线路发生短路故障时，若第一机械开关(22)发生拒动，则导通第一电子开关(23)，断开第二电子开关(25)，并开始分断第二机械开关(27)，同时触发第三晶闸管(231)，并在第二机械开关(24)触头达到预设的开距时触发打开第三机械开关(214)和第四机械开关(224)，随后第三机械开关(214)和第四机械开关(224)在流经电流的过零点处自然关断，从而实现对整个故障线路的分断。
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