CN112038163A - 一种高速同歩断路器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高速同歩断路器，包括上导电铜排、下导电铜排、真空灭弧室、超行程压簧、铜板、斥力线圈、稳态永磁机构，斥力线圈由控制器控制，当合闸电压接近0V时，控制器对斥力线圈供电产生电磁力，斥力线圈产生的电磁力与稳态永磁机构形成排斥力将斥力线圈上推，使得卡扣脱离超行程压簧，上导电铜排和下导电铜排接触导通；通过计算上导电铜排和下导电铜排合闸过程所用的时间，在合闸正弦电压变为0V的时间点基础上往前推上导电铜排和下导电铜排合闸过程所用的时间，该时间点对应的合闸电压下，控制器对所述斥力线圈供电，使得保证合闸正弦电压变为0V的时间点恰好上导电铜排和下导电铜排合闸。

Description

一种高速同歩断路器
技术领域
本发明属于电器设备技术领域，尤其涉及一种高速同歩断路器。
背景技术
特高压工程建设迅速发展，带来巨大的经济效益、社会效益的同时，在建设、运行中也存在自身的技术问题。将高压电网送电功率变化大，为了控制线路的电压水平，提高传输能力，对系统电压控制的有效手段为采用投切主变第三绕组侧的电容器组，这将导致电容器组开关频繁动作，日频可达3～4次，开断寿命要求3000～5000次，对126kV电容器组开关开断性能提出了新的要求，即不但要具有短路40kA大电流开断性能，近区故障开断性能，也要满足高电气寿命下容性1600A小电流开断，且保证弧后不发生重击穿现象。电容器组开关在关合过程中不可避免地带来关合9.3kA涌流，在频繁操作的情况下，幅值很大的合间涌流将导致断路器弧触头严重烧蚀，造成触头表面粗髓、裂纹及喷口表面凝结金属颗粒等现象。送些现象严重影响灭弧室内电场分布，损害灭弧室的绝缘性能，大幅降低开关的电气寿命，增大了特高压电网运行成本。
同步控制技术的实质是控制断路器在期望的电流相位处完成合闸，以减少电弧对开关的烧蚀，提高断路器合闸能力及使用寿命，需要达到的目标分别为：控制断路器同步合闸的及时性（需要在继电保护系统响应前，完成对电流相位零点的预测，以达到配合系统的目的），以及断路器同步合闸的可靠性。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高速同歩断路器，包括上导电铜排和下导电铜排，所述上导电铜排上安装有真空灭弧室，上导电铜排能够通过所述真空灭弧室与上述下导电铜排接触导通，所述下导电铜排安装在伸缩杆上，所述伸缩杆上设有超行程压簧，上导电铜排和下导电铜排分离时所述超行程压簧处于压缩状态，所述伸缩杆末端通过绝缘子安装有铜板，所述铜板的正下方设有斥力线圈，伸缩杆内部设有拉杆，所述斥力线圈连接所述拉杆的末端，拉杆的另一端设有卡扣扣住所述超行程压簧，防止超行程压簧弹开，所述斥力线圈的正下方设有稳态永磁机构，所述斥力线圈由控制器控制，当合闸电压接近0V时，控制器对所述斥力线圈供电产生电磁力，斥力线圈产生的电磁力与上述稳态永磁机构形成排斥力将斥力线圈上推，使得所述卡扣脱离所述超行程压簧，超行程压簧弹开将上导电铜排上推，使得上导电铜排和下导电铜排接触导通；通过计算上导电铜排和下导电铜排合闸过程所用的时间，在合闸正弦电压变为0V的时间点基础上往前推上导电铜排和下导电铜排合闸过程所用的时间，该时间点对应的合闸电压下，控制器对所述斥力线圈供电，使得保证合闸正弦电压变为0V的时间点恰好上导电铜排和下导电铜排合闸。
进一步地，所述稳态永磁机构下方设有缓冲垫，用于减小合闸过程中的冲力对稳态永磁机构的损害。
进一步地，所述稳态永磁机构为在原有永磁机构基础上叠加电磁拆力装置，利用电磁拆力强大的推力作用在机构动作的初始阶段，加快初始起动速度达到高速合闸功能。
因此，通过上述技术方案可知，本发明的有益效果在于：
1. 三相交流电角度相位差120度，本发明实现了在合闸过程限制合闸冲击电流，分闸过程限制分闸过电压。
2.对不同运行工况自动跟踪同歩状态，本发明能够跟据同步信号检测数据，在电压过零点合闸达到限制冲击电流同步合闸目的。
3. 控制器控制合闸，实时采集的输电同步信号与断路器固有合闸机械延时特征，计算合分闸提前量，输出合分控制信号控制合闸，达到电压、电流过零点同歩合闸。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例进行详细的说明：
一种高速同歩断路器，包括上导电铜排1和下导电铜排2，上导电铜排1上安装有真空灭弧室3，上导电铜排1能够通过真空灭弧室3与下导电铜排2接触导通，起到高压接触灭弧的功能。下导电铜排2安装在伸缩杆4上，伸缩杆4上设有超行程压簧5，上导电铜排1和下导电铜排2分离时超行程压簧5处于压缩状态，伸缩杆4末端通过绝缘子6安装有铜板7，铜板7的正下方设有斥力线圈8，伸缩杆4内部设有拉杆9，斥力线圈8连接拉杆9的末端，拉杆9的另一端设有卡扣10扣住超行程压簧5，防止超行程压簧5弹开，斥力线圈8的正下方设有稳态永磁机构11，斥力线圈8由控制器控制，当合闸电压接近0V时，控制器对斥力线圈8供电产生电磁力，斥力线圈产生的电磁力与上述稳态永磁机构形成排斥力将斥力线圈上推，使得所述卡扣脱离所述超行程压簧，超行程压簧弹开将上导电铜排上推，使得上导电铜排和下导电铜排接触导通；通过计算上导电铜排和下导电铜排合闸过程所用的时间，在合闸正弦电压变为0V的时间点基础上往前推上导电铜排和下导电铜排合闸过程所用的时间，该时间点对应的合闸电压下，控制器对所述斥力线圈供电，使得保证合闸正弦电压变为0V的时间点恰好上导电铜排和下导电铜排合闸。所述稳态永磁机构下方设有缓冲垫12，用于减小合闸过程中的冲力对稳态永磁机构的损害。所述稳态永磁机构为在原有永磁机构基础上叠加电磁拆力装置，利用电磁拆力强大的推力作用在机构动作的初始阶段，加快初始起动速度达到高速合闸功能。
以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (3)

1.一种高速同歩断路器，其特征在于，包括上导电铜排和下导电铜排，所述上导电铜排上安装有真空灭弧室，上导电铜排能够通过所述真空灭弧室与上述下导电铜排接触导通，所述下导电铜排安装在伸缩杆上，所述伸缩杆上设有超行程压簧，上导电铜排和下导电铜排分离时所述超行程压簧处于压缩状态，所述伸缩杆末端通过绝缘子安装有铜板，所述铜板的正下方设有斥力线圈，伸缩杆内部设有拉杆，所述斥力线圈连接所述拉杆的末端，拉杆的另一端设有卡扣扣住所述超行程压簧，防止超行程压簧弹开，所述斥力线圈的正下方设有稳态永磁机构，所述斥力线圈由控制器控制，当合闸电压接近0V时，控制器对所述斥力线圈供电产生电磁力，斥力线圈产生的电磁力与上述稳态永磁机构形成排斥力将斥力线圈上推，使得所述卡扣脱离所述超行程压簧，超行程压簧弹开将上导电铜排上推，使得上导电铜排和下导电铜排接触导通；通过计算上导电铜排和下导电铜排合闸过程所用的时间，在合闸正弦电压变为0V的时间点基础上往前推上导电铜排和下导电铜排合闸过程所用的时间，该时间点对应的合闸电压下，控制器对所述斥力线圈供电，使得保证合闸正弦电压变为0V的时间点恰好上导电铜排和下导电铜排合闸。
2.根据权利要求1所述的一种高速同歩断路器，其特征在于，所述稳态永磁机构下方设有缓冲垫，用于减小合闸过程中的冲力对稳态永磁机构的损害。
3.根据权利要求1所述的一种高速同歩断路器，其特征在于，所述稳态永磁机构为在原有永磁机构基础上叠加电磁拆力装置，利用电磁拆力强大的推力作用在机构动作的初始阶段，加快初始起动速度达到高速合闸功能。
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