CN110783932B - 一种用于交流容性负载投切的混合断路器拓扑系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种用于交流容性负载投切的混合断路器拓扑系统，系统包括三相交流馈线、混合断路器拓扑结构及协调控制器，协调控制器连接三相交流馈线，采集并分析处理三相交流馈线的电压幅值和相位信号，三相交流馈线连接混合断路器拓扑结构，通过三相交流馈线电压支撑混合断路器拓扑结构的运行；协调控制器与混合断路器拓扑结构双向连接，协调控制器利用采集的三相交流馈线电压幅值和相位信号驱动混合断路器拓扑结构进行开断闭合选相动作，并接收混合断路器拓扑结构反馈的开断闭合信号。本发明通过协调控制器协调控制混合断路器之间的开断闭合配合动作，从而可以降低断路器触头烧蚀程度，延长断路器应用于交流容性负载投切时的使用寿命及可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及交流容性负载投切的技术领域，更具体地，涉及一种用于交流容性负载投切的混合断路器拓扑系统。
背景技术
电力系统为即时平衡系统，因容性负载与感性负载的存在，大量的无功功率会产生于系统运行过程中，而无功功率会使得电力系统的电压发生偏离，产生损耗，为保证电力系统正常运行，必须进行无功功率补偿。根据电力系统运行经验，每发出1kW的有功功率，需要补偿1.2～1.4kvar的无功功率才能维持电力系统的正常工作电压。
投切电容器组是产生无功功率简便经济的方法，广泛应用于10kV、35kV和63kV电压等级的电力系统中。在电力系统运行过程中，因电网负载情况波动频繁，为提高电网功率因数、减少谐波、稳定电压和降低供配电的线路损耗，电容器组将会被频繁地投入和切除，电容器组的投切操作主要由电力开关设备来完成。
目前，应用于电力系统无功补偿领域的电力开关设备主要有SF6断路器与真空断路器。由于SF6断路器采用有优良灭弧性能和绝缘性能的SF6气体作为灭弧介质，因此在SF6断路器应用于电力系统无功补偿时，其容性电流开断弧后重击穿概率较低，具有较为可靠的绝缘性能，因此，相较于真空断路器目前广泛采用SF6断路器作为无功补偿操作的电力开关，但频繁的无功补偿投切操作对SF6断路器的触头电寿命有很高的要求，而当前挂网运行的进行无功功率补偿的SF6断路器，在电寿命方面都存在较大问题，而实际工程中SF6断路器一旦超出寿命范围使用，极易发生重击穿，直接威胁电容器组的绝缘性能，给电力系统的安全运行造成隐患。
SF6断路器用于无功补偿的过程中，闭合过程中的高频率高幅值的涌流电弧会严重烧蚀触头表面，此外相对于真空电弧而言，SF6电弧电压较高，因此开断燃弧过程中的电弧能量也相对较高，高能量的开断电弧也会进一步加深触头表面烧蚀程度。且用于无功补偿的SF6断路器操作频繁，由此造成的触头表面烧蚀和材料损失尤为显著，更加造成用于无功补偿的SF6断路器使用寿命偏低。而且，目前真空断路器与SF6断路器配合组成的混合断路器拓扑结构多用于直流开断，在交流电网中的容性负载投切领域混合断路器拓扑结构的相关研究尚处于相对空白状态。
综上所述，提出一种可靠性高、使用寿命长且能应用于交流电网容性负载投切的混合断路器拓扑系统十分有必要。
发明内容
为克服现有应用于电力系统无功补偿领域的电力开关设备如SF6断路器在频繁的无功补偿投切操作时，触头表面容易被涌流电弧烧蚀，造成断路器使用寿命偏低，甚至造成断路器拒动或者开断短路电流失败的重大事故，本发明提出一种用于交流容性负载投切的混合断路器拓扑系统，通过混合断路器之间的开断闭合配合动作，降低断路器触头烧蚀程度，延长使用寿命，提高断路器用于电力系统无功补偿的开断质量及可靠性。
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。
为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：
一种用于交流容性负载投切的混合断路器拓扑系统，其特征在于，所述系统包括三相交流馈线、混合断路器拓扑结构及用于控制混合断路器拓扑结构完成开断闭合动作的协调控制器，所述混合断路器拓扑结构内设有多个断路器，所述协调控制器连接三相交流馈线，采集并分析处理三相交流馈线的电压幅值和相位信号，所述三相交流馈线连接混合断路器拓扑结构，通过三相交流馈线电压支撑混合断路器拓扑结构的运行；所述协调控制器与混合断路器拓扑结构双向连接，协调控制器利用采集的三相交流馈线电压幅值和相位信号驱动混合断路器拓扑结构内的断路器进行开断闭合的选相动作，并接收混合断路器拓扑结构反馈的断路器开断闭合信号。
优选地，所述混合断路器拓扑结构包括第一主路、闭合辅助支路、开断辅助支路及分压电容支路，所述第一主路包括主路断路器K、主路负载电容C及接地端GND，所述主路断路器K、主路负载电容C及接地端GND依次连接；所述闭合辅助支路包括用于选相闭合的真空断路器K1、涌流抑制电感L及涌流抑制电阻R，所述真空断路器K1、涌流抑制电感L及涌流抑制电阻R依次连接；所述开断辅助支路包括真空断路器K2，闭合辅助支路与开断辅助支路并联；分压电容支路包括第一分压电容C1及第二分压电容C2，第一分压电容C1连接第二分压电容C2；第一分压电容C1的一端分别连接真空断路器K1及真空断路器K2的一端，第一分压电容C1的另一端分别连接涌流抑制电阻R及真空断路器K2的另一端，所述主路断路器K一端分别连接涌流抑制电阻R、真空断路器K2及第一分压电容C1的一端，另一端连接第二分压电容C2。
在此，闭合辅助支路、开断辅助支路的同时存在，在提高混合断路器拓扑结构的开断能力的同时，也能保证交流电网中容性负载投切的质量，降低各断路器触头烧蚀程度：在闭合操作时，闭合辅助支路使用现有的选相闭合技术以及在串入支路的涌流抑制电感L和涌流抑制电阻R的配合下，可以实现降低闭合涌流的目的；开断辅助支路一方面在闭合稳态后，开断辅助支路上通过的电流幅值不再变化，另一方面在开断操作时，开断辅助支路通过现有的选相闭合技术配合主断路器K完成开断操作，既避免了闭合过程造成的闭合辅助支路中真空断路器K1触头熔焊，造成开断时重击穿的后果，也提高了混合断路器拓扑结构整体的开断能力。
优选地，所述主路断路器K为SF6断路器，由于SF6断路器采用有优良灭弧性能和绝缘性能的SF6气体作为灭弧介质，因此在SF6断路器应用于电力系统无功补偿时，其容性电流开断弧后重击穿概率较低，具有较为可靠的绝缘性能。
优选地，所述协调控制器包括信号处理转换单元、供电电源模块、控制中心单元、I/O通道及继电器单元；所述信号处理转换单元一端连接三相交流馈线，另一端双向连接控制中心单元，所述供电电源模块为控制中心单元及信号处理转换单元供电，控制中心单元通过I/O通道双向连接继电器单元，继电器单元连接混合断路器拓扑结构；信号处理转换单元采集并处理三相交流馈线的电压信号及混合断路器拓扑结构的开闭合反馈信号，将电流型开闭合反馈信号转换为电流型开闭合反馈信号；所述控制中心单元接收信号处理转换单元传输的信号进行分析计算处理，控发出制信号并通过I/O通道传输至继电器单元，促使斥力机构动作，驱动混合断路器拓扑结构内各子断路器相互配合，利用现有开断闭合选相动作技术完成容性负载投切。
优选地，所述信号处理转换单元包括：
信号处理模块，用于采集并处理三相交流馈线的电压信号及混合断路器拓扑结构的开闭合反馈信号，将电流型开闭合反馈信号转换为电压信号；
A/D转换模块，将信号处理模块采集处理的模拟电压信号转换为数字电压信号；
FPGA高速信号采集单元，用于高速采集接收信号A/D转换模块输出的电压信号及混合断路器拓扑结构反馈的开断闭合信号；
存储器，用于存储FPGA高速信号采集单元传输的电压信号及开断闭合信号；
所述信号处理模块与A/D转换模块双向连接，A/D转换模块与FPGA高速信号采集单元双向连接，FPGA高速信号采集单元与存储器双向连接。
优选地，所述控制中心单元包括ARM处理控制模块及上位机，所述ARM处理控制模块双向连接FPGA高速信号采集单元，分析处理FPGA高速信号采集单元传输的三相交流馈线电压信号及混合断路器拓扑结构传输的开闭合反馈信号，并传输至上位机；所述上位机与ARM处理控制模块双向连接，根据ARM处理控制模块传输的信号，下发开断闭合驱动指令至ARM处理控制模块，ARM处理控制模块通过I/O通道控制继电器单元，并进一步驱动混合断路器拓扑结构完成开断闭合。
优选地，所述供电电源模块分别连接FPGA高速信号采集单元及ARM处理控制模块。
优选地，所述I/O通道包括第一I/O通道及第二I/O通道，所述继电器单元包括第一信号保持器、第二信号保持器、第一继电器及第二继电器，所述ARM处理控制模块通过第二I/O通道将上位机下发的开断驱动指令传输至第二信号保持器，第二信号保持器进行开断驱动指令信号保持后，传输至第二继电器，第二继电器通过控制混合断路器拓扑结构内各子断路器的斥力机构驱动开断；所述ARM处理控制模块通过第一I/O通道将上位机下发的闭合驱动指令传输至第一信号保持器，第一信号保持器进行开断驱动指令信号保持后，传输至第一继电器，第一继电器通过控制混合断路器拓扑结构各子断路器的斥力机构驱动闭合。
优选地，当交流容性负载须切除时，协调控制器将分析处理的三相交流馈线电压幅值和相位信号传输至混合断路器拓扑结构，开断辅助支路上的真空断路器K2接收第二继电器的开断驱动，利用现有选相开断技术，通过斥力机构执行开断动作，真空断路器K2开断动作后1ms内，第一主路上的主路断路器K开断动作。
由于第一分压电容C1及第二分压电容C2共同分担真空断路器K2及主路断路器K的断口电压值，且SF6气体长间隙下绝缘性能强的特点，因此，此时可以由主路断路器K主要承受峰值暂态恢复电压，提高了混合断路器拓扑结构的开断能力。
优选地，当交流容性负载须投入时，第一主路上的主路断路器K首先进行闭合动作，协调控制器将分析处理的三相交流馈线电压幅值和相位信号传输至混合断路器拓扑结构，闭合辅助支路的真空断路器K1接收第一继电器的闭合驱动，利用现有选相闭合技术，通过斥力机构执行闭合动作，当通过涌流抑制电感L的电流幅值不再变化时，开断辅助支路的真空断路器K2进行闭合动作，闭合辅助支路上的真空断路器K1断开，完成混合断路器闭合动作。
在此，第一主路上的主路断路器K首先进行闭合动作，由于真空断路器K1、真空断路器K2均未闭合，此时回路仍处于断路状态，主路断路器K的触头没有发生任何烧蚀，因此，主路断路器K使用寿命可以得到极大的延长，闭合辅助支路的涌流抑制电阻R和涌流抑制电感L能有效抑制闭合涌流幅值，开断辅助支路的真空断路器K2进行闭合动作，闭合辅助支路上的真空断路器K1断开，切除涌流抑制电阻R和涌流抑制电感L，并隔绝闭合涌流导致的主路断路器K触头熔焊对容性负载开断过程中重击穿的影响，有效降低开断重击穿概率，提高混合断路器拓扑结构的使用寿命。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明提出的用于交流容性负载投切的混合断路器拓扑系统，将混合断路器拓扑结构应用于交流电网中，通过协调控制器协调控制混合断路器拓扑结构中多个断路器之间开断闭合的配合动作，从而可以降低各个断路器触头的烧蚀程度，延长断路器应用于交流容性负载投切时的使用寿命，提高断路器用于电力系统无功补偿的开断质量、开断能力及可靠性。
附图说明
图1为本发明提出的用于交流容性负载投切的混合断路器拓扑系统的结构连接框图。
图2为本发明提出的混合断路器拓扑结构电路图。
图3表示本发明提出的协调控制器的结构框图。
图4为本发明实施例中用于交流容性负载投切的混合断路器拓扑系统的电路图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图1所示的用于交流容性负载投切的混合断路器拓扑系统的结构连接框图，参见图1，一种用于交流容性负载投切的混合断路器拓扑系统，其特征在于，所述系统包括三相交流馈线、混合断路器拓扑结构及用于控制混合断路器拓扑结构完成开断闭合动作的协调控制器，混合断路器拓扑结构内设有多个断路器，所述协调控制器连接三相交流馈线，采集并分析处理三相交流馈线的电压幅值和相位信号，所述三相交流馈线连接混合断路器拓扑结构，通过三相交流馈线电压支撑混合断路器拓扑结构的运行；所述协调控制器与混合断路器拓扑结构双向连接，协调控制器利用采集的三相交流馈线电压幅值和相位信号驱动混合断路器拓扑结构内的断路器进行开断闭合的选相动作，并接收混合断路器拓扑结构反馈的断路器开断闭合信号。
在具体实施例中，参见图2，混合断路器拓扑结构包括第一主路1、闭合辅助支路2、开断辅助支路3及分压电容支路4，第一主路1包括主路断路器K、主路负载电容C及接地端GND，主路断路器K、主路电容C及接地端GND依次连接；闭合辅助支路2包括用于选相闭合的真空断路器K1、涌流抑制电感L及涌流抑制电阻R，真空断路器K1、涌流抑制电感L及涌流抑制电阻R依次连接；开断辅助支路3包括真空断路器K2，闭合辅助支路2与开断辅助支路3并联；分压电容支路4包括第一分压电容C1及第二分压电容C2，第一分压电容C1连接第二分压电容C2；第一分压电容C1的一端分别连接真空断路器K1及真空断路器K2的一端，第一分压电容C1的另一端连接分别连接涌流抑制电阻R及真空断路器K2的另一端，主路断路器K一端分别连接涌流抑制电阻R、真空断路器K2及第一分压电容C1的一端，另一端连接第二分压电容C2。
在此，闭合辅助支路2、开断辅助支路3的同时存在，在提高混合断路器拓扑结构的开断能力的同时，也能保证交流电网中容性负载投切的质量：在闭合操作时，闭合辅助支路2使用现有的选相闭合技术以及在闭合辅助支路的涌流抑制电感L和涌流抑制电阻R的配合下，可以降低闭合涌流的目的；开断辅助支路3一方面在闭合稳态后，开断辅助支路3上通过电流幅值不变，另一方面在开断操作时，开断辅助支路3通过现有的选相闭合技术配合主断路器K完成开断操作，既避免了闭合过程造成的闭合辅助支路2中真空断路器K1触头熔焊，造成开断时重击穿的后果，也提高了混合断路器拓扑结构整体的开断能力。
在具体实施例中，主路断路器K为SF6断路器，由于SF6断路器采用有优良灭弧性能和绝缘性能的SF6气体作为灭弧介质，因此在SF6断路器应用于电力系统无功补偿时，其容性电流开断弧后重击穿概率较低，具有较为可靠的绝缘性能。
参见图3，协调控制器包括信号处理转换单元、供电电源模块、控制中心单元、I/O通道及继电器单元；信号处理转换单元一端连接三相交流馈线，另一端双向连接控制中心单元，供电电源模块为控制中心单元及信号处理转换单元供电，控制中心单元通过I/O通道双向连接继电器单元，继电器单元连接混合断路器拓扑结构；信号处理转换单元采集并处理三相交流馈线的电压信号及混合断路器拓扑结构的开闭合反馈信号，将电流型开闭合反馈信号转换为电流型开闭合反馈信号；控制中心单元接收信号处理转换单元传输的信号，进行分析处理后通过I/O通道传输至继电器单元，继电器单元输出斥力，驱动混合断路器拓扑结构进行开断闭合选相动作。
在具体实施例中，信号处理转换单元包括：
信号处理模块，用于采集并处理三相交流馈线的电压信号及混合断路器拓扑结构的开闭合反馈信号，将电流型开闭合反馈信号转换为电压信号；
A/D转换模块，将信号处理模块采集处理的模拟电压信号转换为数字电压信号；
FPGA高速信号采集单元，用于高速采集接收信号A/D转换模块输出的电压信号及混合断路器拓扑结构反馈的开断闭合信号；
存储器，用于存储FPGA高速信号采集单元传输的电压信号及开断闭合信号；
如图3所示，信号处理模块与A/D转换模块双向连接，A/D转换模块与FPGA高速信号采集单元双向连接，FPGA高速信号采集单元与存储器双向连接。
控制中心单元包括ARM处理控制模块及上位机，ARM处理控制模块双向连接FPGA高速信号采集单元，分析处理FPGA高速信号采集单元传输的三相交流馈线电压信号及混合断路器拓扑结构传输的开闭合反馈信号，并传输至上位机；上位机与ARM处理控制模块双向连接，根据ARM处理控制模块传输的信号，下发开断闭合驱动指令至ARM处理控制模块，ARM处理控制模块通过I/O通道控制继电器单元，并进一步驱动混合断路器拓扑结构完成开断闭合；供电电源模块分别连接FPGA高速信号采集单元及ARM处理控制模块。
I/O通道包括第一I/O通道及第二I/O通道，继电器单元包括第一信号保持器、第二信号保持器、第一继电器及第二继电器，ARM处理控制模块通过第二I/O通道将上位机下发的开断驱动指令传输至第二信号保持器，第二信号保持器进行开断驱动指令信号保持后，传输至第二继电器，第二继电器通过控制混合断路器拓扑结构的斥力机构驱动开断；ARM处理控制模块通过第一I/O通道将上位机下发的闭合驱动指令传输至第一信号保持器，第一信号保持器进行开断驱动指令信号保持后，传输至第一继电器，第一继电器通过控制混合断路器拓扑结构各子断路器的斥力机构驱动闭合。
当交流容性负载须切除时，协调控制器分析处理的三相交流馈线电压幅值和相位信号传输至混合断路器拓扑结构，开断辅助支路上的真空断路器K2接收第二继电器的开断驱动，利用现有选相开断技术，通过斥力机构执行开断动作，真空断路器K2执行开断动作后1ms内，第一主路上的主路断路器K执行开断动作。
由于第一分压电容C1及第二分压电容C2共同分担真空断路器K2及主路断路器K的断口电压值的，且SF6气体长间隙下绝缘性能强的特点，因此，此时可以由主路断路器K主要承受峰值暂态恢复电压，提高了混合断路器拓扑结构的开断能力。
当交流容性负载须投入时，第一主路上的主路断路器K首先进行闭合动作，协调控制器分析处理三相交流馈线电压幅值和相位信号，并发出控制信号传输至混合断路器拓扑结构，闭合辅助支路的真空断路器K1接收第一继电器的闭合驱动，利用现有选相闭合技术，通过斥力机构执行闭合动作，当通过涌流抑制电感L的电流幅值不再变化时，开断辅助支路的真空断路器K1进行闭合动作，闭合辅助支路上的真空断路器K1断开。
在此，第一主路上的主路断路器K首先进行闭合动作，由于真空断路器K1、真空断路器K2均未闭合，此时回路仍处于断路状态，主路断路器K的触头没有发生任何烧蚀，因此，主路断路器K使用寿命可以得到极大的延长，闭合辅助支路的涌流抑制电阻R和涌流抑制电感L能有效抑制闭合涌流幅值。开断辅助支路的真空断路器K2进行闭合动作，闭合辅助支路上的真空断路器K1断开，切除涌流抑制电阻R和涌流抑制电感L，并隔绝闭合涌流导致的主路断路器K触头熔焊对容性负载开断过程中重击穿的影响，有效降低开断重击穿概率，提高混合断路器拓扑结构的使用寿命。
如图4所示的三相容性负载体应用本发明提出的混合断路器拓扑系统的结构图，参见图3，A表示三相交流馈线的A相交流馈线，B表示三相交流馈线的B相交流馈线，C表示三相交流馈线的C相交流馈线；协调控制器连接A相交流馈线、B相交流馈线及C相交流馈线，采集并分析处理三相交流馈线的电压幅值和相位信号，A相交流馈线连接有第一混合断路器拓扑结构5，B相交流馈线连接有第二混合断路器拓扑结构6，C相交流馈线连接有第三混合断路器拓扑结构7，第一混合断路器拓扑结构5、第二混合断路器拓扑结构6、第三混合断路器拓扑结构7均连接协调控制器，协调控制器一方面将采集的A、B、C三相交流馈线的电压幅值和相位信息分析处理后传输至第一混合断路器拓扑结构5、第二混合断路器拓扑结构6、第三混合断路器拓扑结构7，用于指导第一混合断路器拓扑结构5、第二混合断路器拓扑结构6、第三混合断路器拓扑结构7的选相开断闭合动作，另一方面接收第一混合断路器拓扑结构5、第二混合断路器拓扑结构6、第三混合断路器拓扑结构7反馈的开断闭合信号，且根据第一混合断路器拓扑结构5、第二混合断路器拓扑结构6、第三混合断路器拓扑结构7反馈的开断闭合信号判断断路器开断闭合操作是否成功。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于交流容性负载投切的混合断路器拓扑系统，其特征在于，所述系统包括二相交流馈线、混合断路器拓扑结构及用于控制混合断路器拓扑结构完成开断闭合动作的协调控制器，所述混合断路器拓扑结构内设有多个断路器，所述协调控制器连接三相交流馈线，采集并分析处理三相交流馈线的电压幅值和相位信号，所述三相交流馈线连接混合断路器拓扑结构，通过三相交流馈线电压支撑混合断路器拓扑结构的运行；所述协调控制器与混合断路器拓扑结构双向连接，协调控制器利用采集的三相交流馈线电压幅值和相位信号驱动混合断路器拓扑结构内的断路器进行开断闭合的选相动作，并接收混合断路器拓扑结构反馈的断路器开断闭合信号；所述混合断路器拓扑结构包括第一主路、闭合辅助支路、开断辅助支路及分压电容支路，所述第一主路包括主路断路器K、主路负载电容C及接地端GND，所述主路断路器K、主路负载电容C及接地端GND依次连接；所述闭合辅助支路包括用于选相闭合的真空断路器K1、涌流抑制电感L及涌流抑制电阻R，所述真空断路器K1、涌流抑制电感L及涌流抑制电阻R依次连接；所述开断辅助支路包括真空断路器K2，闭合辅助支路与开断辅助支路并联；分压电容支路包括第一分压电容C1及第二分压电容C2，第一分压电容C1连接第二分压电容C2；
第一分压电容C1的一端分别连接真空断路器K1及真空断路器K2的一端，第一分压电容C1的另一端分别连接涌流抑制电阻R及真空断路器K2的另一端，所述主路断路器K一端分别连接涌流抑制电阻R、真空断路器K2及第一分压电容C1的一端，主路断路器K的另一端连接第二分压电容C2；所述主路断路器K为SF6断路器；
所述协调控制器包括信号处理转换单元、供电电源模块、控制中心单元、I/O通道及继电器单元；所述信号处理转换单元一端连接三相交流馈线，另一端双向连接控制中心单元，所述供电电源模块为控制中心单元及信号处理转换单元供电，控制中心单元通过I/O通道双向连接继电器单元，继电器单元连接混合断路器拓扑结构；信号处理转换单元采集并处理三相交流馈线的模拟电压信号及混合断路器拓扑结构的开闭合反馈信号，将开闭合反馈信号的电流型开闭合反馈信号转换为电压型开闭合反馈信号；所述控制中心单元接收信号处理转换单元传输的信号进行分析计算处理，发出控制信号并通过I/O通道传输至继电器单元，促使斥力机构动作，驱动混合断路器拓扑结构内各子断路器相互配合，利用现有开断闭合选相动作技术完成容性负载投切；
所述信号处理转换单元包括：
信号处理模块，用于采集并处理三相交流馈线的模拟电压信号及混合断路器拓扑结构的开闭合反馈信号，将开闭合反馈信号的电流型开闭合反馈信号转换为电压型开闭合反馈信号；
A/D转换模块，将信号处理模块采集处理的模拟电压信号转换为数字电压信号；
FPGA高速信号采集单元，用于高速采集接收A/D转换模块输出的数字电压信号及混合断路器拓扑结构的开闭合反馈信号；
存储器，用于存储FPGA高速信号采集单元传输的数字电压信号及开闭合信号；
所述信号处理模块与A/D转换模块双向连接，A/D转换模块与FPGA高速信号采集单元双向连接，FPGA高速信号采集单元与存储器双向连接；
所述控制中心单元包括ARM处理控制模块及上位机，所述ARM处理控制模块双向连接FPGA高速信号采集单元，分析处理FPGA高速信号采集单元传输的三相交流馈线电压信号及混合断路器拓扑结构传输的开闭合反馈信号，并传输至上位机；所述上位机与ARM处理控制模块双向连接，根据ARM处理控制模块传输的信号，下发开断闭合驱动指令至ARM处理控制模块，ARM处理控制模块通过I/O通道控制继电器单元，并进一步驱动混合断路器拓扑结构完成开断闭合。
2.根据权利要求1所述的用于交流容性负载投切的混合断路器拓扑系统，其特征在于，所述供电电源模块分别连接FPGA高速信号采集单元及ARM处理控制模块。
3.根据权利要求2所述的用于交流容性负载投切的混合断路器拓扑系统，其特征在于，所述I/O通道包括第一I/O通道及第二I/O通道，所述继电器单元包括第一信号保持器、第二信号保持器、第一继电器及第二继电器，所述ARM处理控制模块通过第二I/O通道将上位机下发的开断驱动指令传输至第二信号保持器，第二信号保持器进行开断驱动指令信号保持后，传输至第二继电器，第二继电器通过控制混合断路器拓扑结构内各子断路器的斥力机构驱动开断；所述ARM处理控制模块通过第一I/O通道将上位机下发的闭合驱动指令传输至第一信号保持器，第一信号保持器进行开断驱动指令信号保持后，传输至第一继电器，第一继电器通过控制混合断路器拓扑结构各子断路器的斥力机构驱动闭合。
4.根据权利要求3所述的用于交流容性负载投切的混合断路器拓扑系统，其特征在于，当交流容性须切除负载时，协调控制器将分析处理的三相交流馈线电压幅值和相位信号传输至混合断路器拓扑结构，开断辅助支路上的真空断路器K2接收第二继电器的开断驱动，利用现有选相开断技术，通过斥力机构执行开断动作，真空断路器K2开断动作后1ms内，第一主路上的主路断路器K开断动作。
5.根据权利要求4所述的用于交流容性负载投切的混合断路器拓扑系统，其特征在于，当交流容性负载须入时，第一主路上的主路断路器K首先进行闭合动作，协调控制器将分析处理的三相交流馈线电压幅值和相位信号传输至混合断路器拓扑结构，闭合辅助支路的真空断路器K1接收第一继电器的闭合驱动，利用现有选相闭合技术，通过斥力机构执行闭合动作，当通过涌流抑制电感L的电流幅值不再变化时，开断辅助支路的真空断路器K2进行闭合动作，闭合辅助支路上的真空断路器K1断开，完成混合断路器闭合动作。
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