CN112383128A - 一种耦合负压式高压直流断路器供能系统 - Google Patents

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Abstract

一种耦合负压式高压直流断路器的供能系统，包括两台UPS、一送能开关柜、一对地主供能变压器、主支路供能子系统以及转移支路供能子系统；所述两台UPS并联运行，输入端分别通过自动转换开关ATS与两路站用电相连，输出端并联连接后经送能开关柜与对地主供能变压器的输入端相连；对地主供能变压器的输出端分别与主支路供能子系统、转移支路供能子系统相连；其中，所述对地主供能变压器对地绝缘水平与耦合负压式高压直流断路器对地绝缘水平相同。本发明对地主供能变压器布置在耦合负压式高压直流断路器外侧地基上，便于安装及维护，安全可靠；双路市电供电，确保供能系统的可靠性；两台UPS并联运行保证供能系统电能质量以及提高了供能系统的稳定性。

Description

一种耦合负压式高压直流断路器供能系统
技术领域
本发明属于电力系统直流输电技术领域，涉及一种耦合负压式高压直流断路器供能系统，通过不间断供电系统和开关柜实现不间断供电，通过三种电压等级的供能变压器实现直流断路器主支路和转移支路隔离供能，通过开关柜软启动限制浪涌电流以及在供能隔离变压器21输出侧并联浪涌保护器和电容器的方法提高供能系统可靠性。
背景技术
近几年，多端柔性直流输电工程发展迅速，柔性直流输电工程为远距离大容量输电、大规模间歇性清洁电源接入、多直流馈入、海上或偏远地区孤岛系统供电、构建直流输电网络等提供了安全高效的解决方案。
由于多端直流系统中没有大电流快速开断的直流断路器，直流电网切除直流故障电流的保护措施主要是闭锁换流器或开断交流侧断路器。如能在多端直流系统中安装毫秒级开断大电流的直流断路器，快速切除故障设备或线路，就可以保证直流系统非故障部分的稳定运行，极大地提高系统可靠性，因此，研发直流断路器是发展直流电网的关键技术。
基于模块化多电平或级联多电平换流器换流的直流断路器在电力系统中能可靠应用的关键技术难题之一是工作在高电位的电压源换流器子单元控制器、主支路机械开关控制器等设备的可靠供电问题。传统供电方式可分为“地电位送能”与“高电位取能”两种，由于断路器设备或子单元模块均运行在不同的高电位，且稳态下端间基本不承压，因此其控制器供电方式无法像常规换流阀一样进行高电位取能。目前，高压直流断路器的供能方式主要有激光隔离供能、太阳能供能以及电磁隔离供能，激光供能系统所能提供的能量有限，太阳能受外界因素影响较大，因此前两种供能方式无法满足直流断路器的供能需求，只有电磁隔离供能能够提供可靠稳定的千瓦级能量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，是提供一种耦合负压式高压直流断路器的供能系统总体设计方案，并提供不间断电源(UPS)和开关柜设计方案、主支路和转移支路供能子系统设计方案、对地主供能变压器设计方案以及为提高供能系统可靠性采取的措施。
为解决上述技术问题，本发明具体采用以下技术方案。
一种耦合负压式高压直流断路器的供能系统，所述耦合负压式直流断路器包括主支路、转移支路和耗能支路三部分；其特征在于：
耦合负压式高压直流断路器的供能系统包括两台UPS、一送能开关柜、一对地主供能变压器、主支路供能子系统以及转移支路供能子系统；
所述两台UPS并联运行，输入端分别通过自动转换开关ATS与两路站用电相连，输出端并联连接后经送能开关柜与对地主供能变压器的输入端相连；
对地主供能变压器的输出端分别与主支路供能子系统、转移支路供能子系统相连；
其中，所述对地主供能变压器对地绝缘水平与耦合负压式高压直流断路器对地绝缘水平相同。
本发明进一步包括以下优选方案。
每台UPS配各自的蓄电池组，依次通过隔离开关、自动转换开关ATS连接到第一站用电和第二站用电；
在UPS正常运行时，两台UPS通过各自内部的并机模块以及所控制的互联开关实现并机运行；
第一台UPS默认优先通过自动转换开关ATS连接第一站用电，第二台UPS默认优先通过自动转换开关ATS连接第二站用电，只要任意一路站用电正常就能确保两路UPS电源正常工作，当两路站用电都掉电的情况下，两台UPS均切换至蓄电池供电；当两台UPS都故障时，切换至静态旁路支路，由站用电直接给直流断路器供能系统供电。
单台UPS的额定容量、输出额定电流与对地主供能变压器参数一致，正常运行时，两台UPS带载率分别为50％，一台故障停运后，另一台UPS带载率为100％。
UPS输出电源通过隔离刀闸接入送能开关柜，经过软启电路连接隔离变压器原边，隔离变压器副边输出电缆连接对地主供能变压器输入侧，其中软启电路由软起接触器和软启电阻组成，软启接触器与耦合负压式高压直流断路器配合实现软启动功能；开关柜通过光纤与直流断路器控制系统(breaker control unit,BCU)连接，接受BCU遥控合闸、分闸命令，通过继电器出口操作断路器的合分闸。
隔离刀闸出口接开关柜，开关柜包含软起接触器、接触器、一个软起电阻、一个隔离变压器。软起电阻和软起接触器形成软起回路，与接触器构成的供能回路并联，启动时先启动软起回路，当电压稳定后投切到供能回路为隔离变压器供电。
对地主供能变压器输入端连接送能开关柜的输出端，其输出端分别连接至主支路功能系统和转移支路功能系统，所述对地主供能变压器采用多级干式串联结构或单级SF6气体绝缘结构。
耦合负压式高压直流断路器包含多个快速机械开关，按断路器启动充电时的最大功耗考虑，转移支路共由多层电力电子阀段和耦合负压装置组成，按断路器启动充电时的最大功耗考虑，对地主供能变压器额定容量的80％应大于等于主支路供能子系统和转移支路供能子系统总容量。对地主供能变压器额定隔离电压的80％需大于等于系统最大运行电压。
所述主支路供能子系统包括多台串联连接的快速机械开关供能变压器，快速机械开关供能变压器的数量为耦合负压式直流断路器中所串联的快速机械开关数量减1；其中，由对地主供能变压器直接对串联连接的第一台快速机械开关操作系统供电，相应的第n台串联连接的快速机械开关供能变压器为耦合负压式直流断路器主支路中的第n+1台快速机械开关操作系统供电，n为大于等于1的整数，最大值为耦合负压式直流断路器中所串联的快速机械开关数量减1。
所述机械开关供能变压器容量和电压参数的选择，容量按耦合负压式直流断路器启动充电时的最大功耗考虑，电压按照系统最大运行电压进行考虑。考虑不均匀系数以及浪涌电流的存在，因此机械开关供能变压器隔离电压、容量均按照额定值的80％进行核算。耦合负压式直流断路器包含i个快速机械开关，i为大于等于1的整数，机械开关供能变压器额定容量的80％需大于等于断路器启动充电时的最大功耗除以i；机械开关供能变压器隔离电压的80％需大于等于系统最大运行电压除以i；
所述转移支路功能系统包括依次串联连接的阀塔供能变压器，所述阀塔供能变压器的数量与耦合负压式直流断路器耗能支路中避雷器的级数、转移支路中阀段的层数相同；其中，由对地主供能变压器直接对转移支路中的耦合负压装置供电，相应的第k台串联连接的阀塔供能变压器为耦合负压式直流断路器转移支路中的第k层供电，k为大于等于1的整数，最大值为耦合负压式直流断路器转移支路中阀段的层数。
转移支路共由s层组成，s为大于等于1的整数，每层阀段数量相同，因此各级阀塔供能变压器容量相同；各级阀塔供能变压器额定容量的80％需大于等于耦合负压式直流断路器启动充电时的最大功耗除以s；各级阀塔供能变压器额定隔离电压的80％需大于等于耦合负压式直流断路器最大运行电压除以s。
所述转移支路供能子系统还进一步包括串联连接的对阀段中IEGT串供电的IEGT供能变压器，对于每一层阀段，所对应的阀塔供能变压器的输出端直接连接至第1个IEGT串的2个互为备用的驱动电源供电；
阀塔供能变压器的输出端与第1级IEGT供能变压器的输入端相连，第j级IEGT供能变压器的输出端与该阀段中第j+1级IEGT串的2个互为备用的驱动电源供电。
相对于现有技术，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明对地主供能变压器布置在断路器外侧地基上，便于安装及维护；双路电源供电，保证供能系统的可靠性；两台UPS并联运行保证了供能系统电能质量以及提高了供能系统的稳定性。
附图说明
图1为耦合负压式直流断路器供能系统结构示意图(以535kV断路器供能系统为例)；
图2为转移支路供能子系统中针对单层阀段的供电结构示意图(以535kV断路器供能系统为例)。
1为站用电1，2为站用电2，3为UPS电源，4为互联开关，5为并机模块，6为隔离刀闸，7为送能开关柜，8为接触器，9为软起电阻，10为控保系统，11为主支路供能子系统，12为主支路，13为耗能支路，14为转移支路，15为转移支路供能子系统，16为断路器，17为对地主供能变压器，18为快速机械开关控制及操作机构1，19为快速机械开关控制及操作机构n-1，20为快速机械开关控制及操作机构n，21为隔离变压器，22为110kV供能变压器1，23为20kV供能变压器1，24为20kV供能变压器7，25为单层IEGT阀串。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式，对本发明做进一步详细说明。
在本发明的具体实施方式中，以535kV直流断路器为例，如图1所示，为本发明耦合负压式直流断路器供能系统结构示意图。一种耦合负压式高压直流断路器的供能系统，所述耦合负压式高压直流断路器包括主支路12、转移支路14和耗能支路13三部分。
耦合负压式高压直流断路器的供能系统包括两台UPS电源3、一送能开关柜7、一对地主供能变压器17、主支路供能子系统11以及转移支路供能子系统15；
所述两台UPS电源3并联运行，两路站用电1,2输入端分别与UPS电源中的自动转换开关ATS连接，两台UPS电源3输出端并联连接后经送能开关柜7与对地主供能变压器17的输入端相连；对地主供能变压器17的输出端分别与主支路供能子系统11、转移支路供能子系统15相连；其中，所述对地主供能变压器17对地绝缘水平与耦合负压式高压直流断路器对地绝缘水平相同。
每台UPS电源配各自的蓄电池组，依次通过隔离开关、自动转换开关ATS连接到第一站用电1和第二站用电2；在两台UPS电源正常运行时，两台UPS电源通过各自内部的并机模块5以及所控制的互联开关4实现并机运行。第一台UPS电源默认优先通过自动转换开关ATS连接第一站用电1，第二台UPS默认优先通过自动转换开关ATS连接第二站用电2，只要任意一路站用电正常就能确保两路UPS电源正常工作，当两路站用电都掉电的情况下，两台UPS均切换至蓄电池供电；当两台UPS都故障时，切换至静态旁路支路，由站用电直接给直流断路器供能系统供电。
在本申请的优选实施例中，参见附图1的左侧部分，为保证直流断路器在失电情况下UPS可以持续供电2小时，单台UPS的额定容量、输出额定电流应与对地主供能变压器参数一致，且每套UPS配各自的蓄电池组。正常运行时，两台UPS并机运行，两台UPS带载率分别为50％，一台故障停运后，另一台UPS可以正常供电，此时，带载率为100％。每路UPS电源输入通过自动转换开关电器(automatic transfer switch,ATS)对站用电1和站用电2进行切换选择，UPS1默认站用电1，UPS2默认站用电2，只要任意一路站用电正常就能确保两路UPS电源正常工作，但是当两路站用电都掉电的情况下，UPS将切换至蓄电池供电。当两套UPS都故障时，切换至静态旁路支路，由站用电直接给直流断路器供能系统供电。
UPS输出电源3通过隔离刀闸6接入送能开关柜7，所述送能开关柜7包括软起接触器、接触器8、一个软起电阻9、一个隔离变压器21；UPS电源3通过隔离刀闸6与接触器8的一端相连，接触器8的另一端与隔离变压器21的原边相连，隔离变压器21的副边连接至对地主供能变压器17的原边即输入端；所述软起接触器和软启电阻9串联形成软启动电路，连接在隔离刀闸6和隔离变压器21的原边之间，与接触器8的供能电路相并联；启动时先启动软起电路，当电压稳定后投切到供能电路为隔离变压器21供电；
开关柜通过光纤与直流断路器控制系统BCU10连接，接受BCU遥控合闸、分闸命令，通过BCD控制接触器8继电器的动作，实现线路对高压直流断路器的供能。
对地主供能变压器17的输出端分别连接至主支路供能子系统11和转移支路供能子系统15，所述对地主供能变压器17采用多级干式串联结构或单级SF6气体绝缘结构。
耦合负压式高压直流断路器主支路12包含多个快速机械开关，按断路器启动充电时的最大功耗考虑，转移支路14由多层电力电子阀段和耦合负压装置组成，按断路器启动充电时的最大功耗考虑，对地主供能变压器17额定容量的80％应大于等于主支路供能子系统11和转移支路供能子系统15总容量；对地主供能变压器17额定隔离电压的80％需大于等于直流系统最大运行电压。
所述主支路供能子系统11包括多台串联连接的机械开关供能变压器，机械开关供能变压器的数量为耦合负压式高压直流断路器主支路12中所串联的快速机械开关数量减1；其中，由对地主供能变压器17直接对串联连接的第一台快速机械开关控制与操作机构18供电，相应的第n-2台串联连接的机械开关供能变压器为耦合负压式高压直流断路器主支路中的第n-1台快速机械开关控制与操作机构19供电，第n-1台串联连接的机械开关供能变压器为耦合负压式高压直流断路器主支路中的第n台快速机械开关控制与操作机构20供电，n为大于等于2的整数，表示耦合负压式直流断路器中所串联的快速机械开关的总数量。
所述耦合负压式直流断路器包含n个快速机械开关，机械开关供能变压器额定容量的80％需大于等于断路器启动充电时的机械开关的最大功耗除以n；机械开关供能变压器额定隔离电压的80％需大于等于系统最大运行电压除以n。
如图1右上侧部分所示，耦合负压式直流断路器主支路12由若干个快速机械开关串联组成(具体数量根据系统参数决定)。在快速机械开关合闸状态下，快速机械开关只承受对地绝缘要求，机械开关动静触头之间不承受电压。在快速机械开关分闸状态下，机械开关动静触头之间(断口)需要耐受电压。对地主供能变压器17直接给第一个机械开关和后级串联的机械开关供能变压器供电，第一个机械开关供能变压器给第二个机械开关及后级串联的机械开关供能变压器供电，以此类推，所有机械开关的供能均实现了有效的隔离。
在设计过程中，为了减小电容导致的串联断口电压分布不均，在各断口间分别并联电阻进行静态均压，并联阻容电路进行动态均压，断口间的静态、动态不均压系数<5％。与机械开关并联供能的机械开关供能变压器承受相应的电压值，由于机械开关有冗余，需要考虑冗余损失的情况下机械开关供能变压器的电压分布。转移支路与主支路电压耐受水平相同，转移支路采用多级机械开关供能变压器串联组成，考虑不均压系数后，转移支路用110kV阀塔机械开关供能变压器电压耐受值较高。
主支路每个机械开关由单独的控制箱控制，控制箱内有合闸、合闸缓冲、分闸和分闸缓冲四个电容，单个机械开关在充电完成待机状态下电容和控制板卡损耗较低，在电容充电过程中单台机械开关的所需的能量也非常低，充电时间也非常短，首台机械开关供能变压器给对应的机械开关控制部分和其余串联的机械开关供能变压器供电，所以首台机械开关供能变压器容量最大，考虑负载功率因数及一定的裕度，确定机械开关供能变压器的容量选择，为了工程设计简单，每级机械开关供能变压器设计相同。
所述转移支路供能子系统15包括依次串联连接的阀塔供能变压器，所述阀塔供能变压器的数量与耦合负压式直流断路器耗能支路中避雷器的级数、转移支路中阀段的层数相同；其中，由对地主供能变压器17直接对转移支路中的耦合负压装置供电，相应的第k台串联连接的阀塔供能变压器为耦合负压式直流断路器转移支路中的第k层供电，k为大于1的整数，表示耦合负压式直流断路器转移支路中阀段的层数。
转移支路共由k层组成，k为大于等于1的整数，每层阀段数量相同，各台阀塔供能变压器容量相同；各级阀塔供能变压器额定容量的80％需大于等于耦合负压式直流断路器启动充电时的阀段最大功耗除以k；各级阀塔供能变压器额定隔离电压的80％需大于等于耦合负压式高压直流断路器系统最大运行电压除以k。
如图1右下侧部分所示，转移支路14共由耦合负压装置和多层电力电子阀层组成，对地主供能变压器17直接给耦合负压装置供电。合闸状态下，转移支路14只承受快速机械开关两端之间的电压，电压远不到1kV，在分闸状态下，转移支路14电力电子开关、耦合负压装置工作在不同的电位，使用工频供能变压器进行隔离。第一个阀塔供能变压器给后级供能变压器和第一阀层供电，以此类推。
正常运行时，只有第一个供能变压器容量要求最大，考虑负荷及功率因数，最终确定转移支路供能的变压器总容量。上电的过程中时间较短，供能变压器可以承受短时过负荷。
所述转移支路供能子系统15还进一步包括串联连接的对阀段中IEGT串25供电的IEGT供能变压器，对于每一层阀段所对应的阀塔供能变压器的输出端直接连接至第1个IEGT串的2个互为备用的驱动电源供电；阀塔供能变压器的输出端与第1级IEGT供能变压器23的输入端相连，第j级IEGT供能变压器的输出端与该阀段中第j+1级IEGT串的2个互为备用的驱动电源供电。
如图2所示，每层阀段由多个门极注入增强型栅极晶体管(injection enhancedgate transistor,IEGT)串组成，正常开断时，每个阀串的直流耐受电压由系统参数和串联数量决定。阀塔供能变压器22(即附图2实施例中的110kV供能变压器)给第一级IEGT阀串以及后一级的IEGT供能变压器23供电(即附图2实施例中的20kV供能变压器)，第一台20kV供能变压器给第二级IEGT阀串以及后级20kV供能变压器24供电，以此类推。20kV供能变压器采用一次环氧树脂浇注成型，高低压线圈的绝缘采用固体绝缘材料，满足正常运行要求并留有较大的裕度。
每个阀串的供能系统由2个互为备用的驱动电源供电。驱动电源可以产生高频电流，高频电流通过IEGT控制单元(IEGT control unit,ICU)驱动板卡磁环，为ICU板卡提供能量。驱动电源与ICU板卡采用高压绝缘电缆，用于隔离驱动电源输出端和每个ICU板卡的电位差，电缆绝缘水平大于一个阀串的电压。
对地主供能变压器是整个供能系统中最重要的设备，肩负着给直流断路器所有设备供能的作用，又需要具备对地绝缘耐压的要求。根据直流工程阀厅内无油化的要求，对地主供能变压器可采用多级干式串联结构或单级SF6气体绝缘结构。
进一步的，整个断路器在电源接通的瞬间，由于输入滤波电容迅速充电，浪涌电流峰值远远大于稳态输入电流，该电流有可能超过供电系统设备的输入电流，造成设备的损坏，在不采取措施的前提下，浪涌电流峰值会超过额定电流。因此在供能开关柜中增加软起动，即合闸时串一定的阻抗的合闸电阻，降低浪涌电流，稳定后，断开合闸电阻，从而限制供能系统浪涌电流。
进一步的，高压直流断路器需要在几毫秒内开断短路故障电流，电流变化率非常高，在供能系统供电电缆中会感应出较大的感应电压，造成机械开关驱动部分以及阀塔模块控制部分输入电压过高而烧毁。在阀塔供能变压器、机械开关供能变压器的输出侧并联电涌保护器，当直流断路器开断过程中供能系统供电电缆突然产生的感应尖峰电压时，电涌保护器能在极短的时间内限制电压，保证输出电压不超过后级设备的最高输入电压，从而避免对供能回路设备的影响，保证供电可靠性。
进一步的，整个供能系统中主要设备是隔离变压器，感性无功较大，阀塔供能变压器、机械开关供能变压器采用多级串联结构，导致其末端电压较低，无法满足正常运行。通过计算，可以得到每个供能变压器的有功损耗、无功损耗以及功率因数。在功率因数较低的阀塔供能变压器、机械开关供能变压器输出端并联补偿电容，改变功率因数并提高末端电压，使整个系统运行参数处于设计控制范围之内，保证整个供能系统的可靠性。
以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种耦合负压式高压直流断路器的供能系统，所述耦合负压式高压直流断路器包括主支路(12)、转移支路(14)和耗能支路(13)三部分；其特征在于：
耦合负压式高压直流断路器的供能系统包括两台UPS电源(3)、一送能开关柜(7)、一对地主供能变压器(17)、主支路供能子系统(11)以及转移支路供能子系统(15)；
所述两台UPS电源(3)并联运行，两路站用电(1,2)输入端分别与UPS电源中的自动转换开关ATS连接，两台UPS电源(3)输出端并联连接后经送能开关柜(7)与对地主供能变压器(17)的输入端相连；
对地主供能变压器(17)的输出端分别与主支路供能子系统(11)、转移支路供能子系统(15)相连；
其中，所述对地主供能变压器(17)对地绝缘水平与耦合负压式高压直流断路器对地绝缘水平相同。
2.根据权利要求1所述的耦合负压式高压直流断路器的供能系统，其特征在于：
每台UPS电源配各自的蓄电池组，依次通过隔离开关、自动转换开关ATS连接到第一站用电(1)和第二站用电(2)；
在两台UPS电源正常运行时，两台UPS电源通过各自内部的并机模块(5)以及所控制的互联开关(4)实现并机运行；
第一台UPS电源默认优先通过自动转换开关ATS连接第一站用电(1)，第二台UPS默认优先通过自动转换开关ATS连接第二站用电(2)，只要任意一路站用电正常就能确保两路UPS电源正常工作，当两路站用电(1,2)都掉电的情况下，两台UPS均切换至蓄电池供电；当两台UPS都故障时，切换至静态旁路支路，由站用电直接给直流断路器供能系统供电。
3.根据权利要求2所述的耦合负压式高压直流断路器的供能系统，其特征在于：
单台UPS电源的额定容量、输出额定电流与对地主供能变压器(17)参数一致，正常运行时，两台UPS电源(3)带载率分别为50％，一台故障停运后，另一台UPS电源带载率为100％。
4.根据权利要求1或2所述的耦合负压式高压直流断路器的供能系统，其特征在于：
UPS电源(3)通过隔离刀闸(6)接入送能开关柜(7)，然后连接至对地主供能变压器(17)的输入端；
所述送能开关柜(7)包括软起接触器、接触器(8)、一个软起电阻(9)、一个隔离变压器(21)；
UPS电源(3)通过隔离刀闸(6)与接触器(8)的一端相连，接触器(8)的另一端与隔离变压器(21)的原边相连，隔离变压器(21)的副边连接至对地主供能变压器(17)的原边即输入端；
所述软起接触器和软启电阻(9)串联形成软启动电路，连接在隔离刀闸(6)和隔离变压器(21)的原边之间，与接触器(8)的供能电路相并联；启动时先启动软起电路，当电压稳定后投切到供能电路为隔离变压器(21)供电；
开关柜通过光纤与直流断路器控制系统BCU(10)连接，接受BCU遥控合闸、分闸命令，通过BCD控制接触器(8)的动作，实现线路对高压直流断路器的供能。
5.根据权利要求1所述的耦合负压式高压直流断路器的供能系统，其特征在于：
对地主供能变压器(17)的输出端分别连接至主支路供能子系统(11)和转移支路供能子系统(15)，所述对地主供能变压器(17)采用多级干式串联结构或单级SF6气体绝缘结构；
耦合负压式高压直流断路器主支路(12)包含多个快速机械开关，转移支路(14)由多层电力电子阀段和耦合负压装置组成，对地主供能变压器(17)额定容量的80％应大于等于主支路供能子系统(11)和转移支路供能子系统(15)总容量；对地主供能变压器(17)额定隔离电压的80％需大于等于直流系统最大运行电压。
6.根据权利要求1所述的耦合负压式高压直流断路器的供能系统，其特征在于：
所述主支路供能子系统(11)包括多台串联连接的机械开关供能变压器，机械开关供能变压器的数量为耦合负压式高压直流断路器主支路(12)中所串联的快速机械开关数量减1；其中，由对地主供能变压器(17)直接对串联连接的第一台快速机械开关控制与操作机构(18)供电，相应的第n-1台串联连接的机械开关供能变压器为耦合负压式高压直流断路器主支路中的第n台快速机械开关控制与操作系统供电，n为大于等于2的整数，表示耦合负压式直流断路器中所串联的快速机械开关的总数量。
7.根据权利要求6所述的耦合负压式高压直流断路器的供能系统，其特征在于：
所述耦合负压式直流断路器包含n台快速机械开关，n为大于等于2的整数机械开关供能变压器额定容量的80％需大于等于断路器启动充电时的机械开关的最大功耗除以n；机械开关供能变压器额定隔离电压的80％需大于等于系统最大运行电压除以n。
8.根据权利要求1、6或7所述的耦合负压式高压直流断路器的供能系统，其特征在于：
所述转移支路供能子系统(15)包括依次串联连接的阀塔供能变压器，所述阀塔供能变压器的数量与耦合负压式直流断路器耗能支路中避雷器的级数、转移支路中阀段的层数相同；其中，由对地主供能变压器(17)直接对转移支路中的耦合负压装置供电，相应的第k台串联连接的阀塔供能变压器为耦合负压式直流断路器转移支路中的第k层供电，k为大于等于1的整数，表示耦合负压式直流断路器转移支路中阀段的层数。
9.根据权利要求8所述的耦合负压式高压直流断路器的供能系统，其特征在于：
转移支路共由k层组成，每层阀段数量相同，各台阀塔供能变压器容量相同；各级阀塔供能变压器额定容量的80％需大于等于耦合负压式直流断路器启动充电时的阀段最大功耗除以k；各级阀塔供能变压器额定隔离电压的80％需大于等于耦合负压式高压直流断路器系统最大运行电压除以k。
10.根据权利要求8所述的耦合负压式高压直流断路器的供能系统，其特征在于：
所述转移支路供能子系统(15)还进一步包括串联连接的对阀段中IEGT串供电的IEGT供能变压器，对于每一层阀段所对应的阀塔供能变压器的输出端直接连接至第1个IEGT串的2个互为备用的驱动电源供电；
阀塔供能变压器的输出端与第1级IEGT供能变压器的输入端相连，第j级IEGT供能变压器的输出端与该阀段中第j+1级IEGT串的2个互为备用的驱动电源供电。
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