CN112824917A - 高压直流断路器的性能检测系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种高压直流断路器的性能检测系统，该系统中第一电流测量装置和第一开关的串联回路与第二电流测量装置并联，第二电流测量装置用于测量其所在支路的电流，当预定时刻到达或第二电流测量装置的测量电流小于第一电流测量装置的最大承受电流时，控制第一开关闭合，以导通第一电流测量装置所在的第一支路，第一电流测量装置用于当第一支路导通时，测量通过第一支路的电流，由于第一开关是在预定时刻到达或第二电流测量装置的测量电流小于第一电流测量装置的最大承受电流时才闭合，因此大电流不通过第一电流测量装置，从而避免损坏第一电流测量装置，实现对电流进行准确测量，从而实现对高压直流断路器的性能进行准确检测。

Description

高压直流断路器的性能检测系统

技术领域

本发明涉及高压直流断路器技术领域，尤其涉及一种高压直流断路器的性能检测系统。

背景技术

高压直流断路器作为直流输电系统中的主要保护装置，当直流输电系统出现故障时，需在数毫秒内完成故障电流的开断，以及快速、可靠的实现故障线路的隔离及重合。因此，需要对高压直流断路器的性能进行检测，以确保高压直流断路器运行的可靠性，而对高压直流断路器的性能进行检测，即对高压直流断路器开断电流，以及从接到分断命令到总电流降至150mA的电流进行测量，以基于所测量得到的电流，分析高压直流断路器的性能。

现有的高压直流断路器的性能检测系统中，因为系统中的电流测量范围非常大，从25kA到150mA，所以一般采用两套串联连接的电流测量装置分别对高压直流断路器大电流和小电流进行测量，即用大电流测量装置测量高压直流断路器大电流，用小电流测量装置测量高压直流断路器小电流，应用现有的高压直流断路器的性能检测系统，由于测量电流范围非常大，当小电流测量装置在通过大电流时，容易造成小电流测量装置中的传感器和积分放大器损坏，使得无法对高压直流断路器的电流进行准确测量，从而导致无法对高压直流断路器的性能进行准确检测。

发明内容

基于上述现有技术的不足，本发明提出了一种高压直流断路器的性能检测系统，以解决现有方案中无法对高压直流断路器的电流进行准确测量，而导致的高压直流断路器的性能进行检测不准确的问题。

为解决上述问题，现提出的方案如下：

一种高压直流断路器的性能检测系统，包括：

检测装置和控制器；

所述检测装置包括：电源控制单元、第一电流测量装置、第二电流测量装置和第一开关；

所述电源控制单元通过高压直流断路器分别与所述第一开关的第一端和所述第二电流测量装置的第一端相连，用于向所述高压直流断路器输出交流开断电流；

所述第一电流测量装置的第一端和所述第一开关的第二端相连，第二端和所述第二电流测量装置的第二端相连；

所述第二电流测量装置用于测量其所在支路的电流；

所述控制器和所述检测装置相连，用于当预定时刻到达或所述第二电流测量装置的测量电流小于所述第一电流测量装置的最大承受电流时，控制所述检测装置中的所述第一开关闭合，以导通所述第一电流测量装置所在的第一支路；

所述第一电流测量装置用于当所述第一支路导通时，测量通过所述第一支路的电流。

在上述的性能检测系统中，可选的，所述电源控制单元，包括：

电源模块和高压点火球；

所述电源模块的第一端和所述高压点火球的第一端相连，第二端接地；

所述高压点火球的第二端作为所述电源控制单元的输出端。

在上述的性能检测系统中，可选的，所述电源模块，包括：

第一电容和第一电感；

所述第一电容的第一端和所述第一电感的第一端相连，第二端接地；

所述第一电感的第二端和所述高压点火球的第一端相连。

在上述的性能检测系统中，可选的，所述电源控制单元，还包括：

第二开关；

所述第二开关用于控制所述电源控制单元的输出端和所述高压直流断路器的输入端相连。

在上述的性能检测系统中，可选的，所述测量装置，还包括：

第三电流测量装置；

所述第三电流测量装置的第一端和所述高压直流断路器的耗能支路相连，第二端与所述第一开关和所述第二电流测量装置的公共端相连。

在上述的性能检测系统中，可选的，所述测量装置，还包括：

第四电流测量装置；

所述第四电流测量装置的第一端和所述高压直流断路器的主支路相连，第二端与所述第一开关和所述第二电流测量装置的公共端相连。

在上述的性能检测系统中，可选的，所述测量装置，还包括：

第一电压测量装置；

所述第一电压测量装置的第一端与所述电源控制单元和所述高压直流断路器的公共端相连，第二端接地。

从上述技术方案可以看出，本申请提供的高压直流断路器的性能检测系统中，第一开关的第一端和第二电流测量装置的第一端相连，第二端和第一电流测量装置的第一端相连，第一电流测量装置的第二端和第二电流测量装置的第二端相连，即第一电流测量装置和第一开关的串联回路与第二电流测量装置并联，第二电流测量装置用于测量其所在支路的电流，当预定时刻到达或第二电流测量装置的测量电流小于第一电流测量装置的最大承受电流时，控制第一开关闭合，以导通第一电流测量装置所在的第一支路，第一电流测量装置用于当第一支路导通时，测量通过第一支路的电流，由于第一开关是在预定时刻到达或第二电流测量装置的测量电流小于第一电流测量装置的最大承受电流时才闭合，因此回路通过大电流时，第一开关处于断开状态，大电流不通过第一电流测量装置，从而避免损坏第一电流测量装置，实现对电流进行准确测量，从而实现对高压直流断路器的性能进行准确检测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种高压直流断路器的性能检测系统的结构示意图；

图2为本发明实施例公开的一种检测装置内部的电路示意图；

图3为本发明实施例公开的一种检测装置内部的又一电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1，本申请实施例公开了一种高压直流断路器的性能检测系统，包括：检测装置101和控制器102。

检测装置101包括：电源控制单元1011、第一开关1012、第一电流测量装置1013和第二电流测量装置1014。

检测装置101和控制器相连102。

电源控制单元1011通过高压直流断路器分别与第一开关1012的第一端和第二电流测量装置1014的第一端相连，用于向高压直流断路器的输出交流开断电流。

第一电流测量装置1013的第一端和第一开关1012的第二端相连，第二端和第二电流测量装置1014的第二端相连。

第二电流测量装置1014用于测量其所在支路的电流。

控制器102用于当预定时刻到达或第二电流测量装置1014的测量电流小于第一电流测量装置1013的最大承受电流时，控制检测装置101中的第一开关1012闭合，以导通第一电流测量装置1013所在的第一支路；

第一电流测量装置1013用于当第一支路导通时，测量通过第一支路的电流。

可选的，被测的高压直流断路器的一端与电源控制单元1011相连，另一端与第一开关1012和第二电流测量装置1014的公共端相连，从而可知，检测装置101中的电源控制单元1011与第一开关1012和第二电流测量装置1014的公共端相连。

需要说明的是，预定时刻为人为设定的时刻，可选的，该预定时刻可以是通过仿真实验所测试出来的时间，预定时刻未到达时，说明当前回路中的电流，即通过高压直流断路器的电流是大电流，也就是说，当前回路中的电流大于第一电流测量装置1013的最大承受电流，预定时刻到达，则说明当前回路中的电流为小电流，可通过第一电流测量装置1013进行测量。

需要说明的是，控制器102和检测装置101可以是通讯连接，控制器102控制第一开关1012闭合，具体的，可以是，控制器102在预定时刻到达时，或第二电流测量装置1014的测量电流小于第一电流测量装置1013的最大承受电流时，向检测装置101发送触发信号，控制检测装置101中的第一开关1012闭合。

可选的，在第一开关1012闭合后，基于第一电流测量装置1013的测量电流、第一电流测量装置1013的阻抗和第二电流测量装置1014的阻抗，可以计算出通过高压直流断路器的小电流，其中，计算公式为：

设第一电流测量装置1013的阻抗为Z1，第二电流测量装置1014的阻抗为Z2，第一电流测量装置1013的测量电流为I1，那么，通过高压直流电路器的小电流为：I＝I1+(Z/Z2)*I，所以，I＝1*Z2/(Z2-Z)，其中，Z为第一电流测量装置1013和第二电流测量装置1014的总阻抗，Z＝1*Z2/(Z1+Z2)。

可选的，基于第一电流测量装置的测量电流，和第二测量装置的测量电流，可分析并验证高压直流断路器的性能。

由于第一电流测量装置1013与第一开关1012的串联回路和第二电流测量装置1014并联连接，若第一开关1012处于断开状态，则第一电流测量装置1013所在支路处于断开状态，回路中的电流，即通过高压直流断路器的电流由第二电流测量装置1014测量，若第一开关1012处于闭合状态，则第一电流测量装置1013所在支路处于导通状态，通过高压直流断路器的电流由第一电流测量装置1013和第二电流测量装置1014共同测量，即第一电流测量装置1013测量其所在支路的电流，第二电流测量装置1014测量其所在支路的电流，因此，通过控制第一开关1012在预定时刻到达时或第二电流测量装置1014的测量电流小于第一电流测量装置1013的最大承受电流时才导通，避免第一电流测量装置1013通过大电流，实现对高压直流断路器的电流进行准确测量，从而实现对高压直流断路器的性能进行准确检测。

参见图2，在本申请的另一具体实施例中，该电源控制单元201的一种实施方式，包括：电源模块和高压点火球GP。

电源模块的第一端和高压点火球GP的第一端相连，电源模块的第二端接地，高压点火球GP的第二端作为电源控制单元201的输出端。

其中，电源模块包括：第一电容Cs和第一电感L，第一电容Cs的第一端和第一电感L的第一端和相连，第一电容Cs的第二端接地，第一电感L的第二端和高压点火球GP的第一端相连。

可选的，高压点火球GP点火后，检测装置101导通。

可选的，电源控制单元201还包括：第二开关AB2，第二开关AB2用于控制电源控制单元201的输出端和被测的高压直流断路器202的输入端相连，即第二开关AB2的第一端和高压点火球GP的第二端相连，第二开关AB2的第二端作为电源控制单元201的输出端。需要说明的是，第二开关AB2作为检测装置101的保护设备，在电路运行期间，即高压点火球GP开始点火至高压直流断路器202完成开断试验期间，高压直流断路器202若开断成功，则第二开关AB2一直处于闭合状态，若高压直流断路器202未开断，则触发第二开关AB2断开，从而起到保护整个试验系统的作用，即保护高压直流断路器202的性能检测系统。

可选的，高压直流断路器202的输出端分别与第二电流测量装置I2的第一端和第一开关AB1的第一端相连，第一开关AB1的第二端和第一电流测量装置I1的第一端相连，第一电流测量装置I1的第二端和第二电流测量装置I2的第二端分别接地。

高压点火球GP点火后，试验回路导通，即第二开关AB2处于闭合状态，第一开关AB1处于断开状态，所导通的回路为电容第一电容Cs、第一电感L高压点火球GP、高压直流断路器202和第二电流测量装置I2所构成的回路，高压点火球GP点火后，CL振荡电源，即电源模块向高压直流断路器202提供交流开断电流，这时第一开关AB1处于断开状态，当通过高压直流断路器202的电流小于第一电流测量装置I1的最大承受电流时，或预定时刻达时，控制器控制第一开关AB1闭合，此时通过高压直流断路器202的电流由第一电流测量装置I1和第二电流测量装置I2共同测量。

可选的，高压直流断路器202的耗能支路MOV、主支路CB和转移支路CCB并联连接，即耗能支路MOV的第一端分别与主支路CB的第一端和转移支路CCB的第一端相连，作为高压直流断路器的输入端，耗能支路MOV的第二端分别与主支路CB的第二端和转移支路CCB的第二端相连，作为高压直流断路器的输出端。

需要说明的是，因为每个电流测量装置存在测量精度要求，所以测量范围不能无限大，而高压直流断路器中要求测量的范围又十分大，所以第二电流测量装置用于测量高压直流断路器在大电流期间的电流，第一电流测量装置用于测量高压直流断路器在小电流期间的电流，即大电流期间，第一开关断开，在小电流期间，第一开关闭合，第一电流测量装置测量其所在支路的电流，依据第一电流测量装置所测量的电流、第一电流测量装置的阻抗和第二电流测量装置的阻抗，可以计算得到通过高压直流断路器的小电流，其中，具体的计算过程如上述，此处不再赘述。

本申请提供的高压直流断路器的性能检测系统中，由于第一开关是在预定时刻到达或第二电流测量装置的测量电流小于第一电流测量装置的最大承受电流时才闭合，因此回路通过大电流时，第一开关处于断开状态，大电流不通过第一电流测量装置，从而避免损坏第一电流测量装置，实现对高压直流断路器的电流进行准确测量，从而实现对高压直流断路器的性能进行准确检测。

可选的，参见图3，在本申请的另一具体实施例中，检测装置101的一种实施方式，还包括：

第三电流测量装置I3、第四电流测量装置I4和第一电压测量装置V1。

第三电流测量装置I3的第一端和高压直流断路器302的耗能支路MOV相连，第三电流测量装置I3的第二端与第一开关AB1和第二电流测量装置I2的公共端相连。

第四电流测量装置I4的第一端和高压直流断路器302的主支路CB相连，第四电流测量装置I4的第二端与第一开关AB1和第二电流测量装置I2的公共端相连。

第一电压测量装置V1的第一端与电源控制单元301和高压直流断路器302的公共端相连，第一电压测量装置V1的第二端接地。

本申请提供的高压直流断路器的性能检测系统中，在高压直流断路中的消耗支路和主支路中分别连接一个电流测量装置，用于测量消耗支路的电流和主支路的电流，以便于及时获取高压直流断路器在性能检测期间的支路电流变化，并连接一个电压测量装置，用于观察高压回路中电压的变化情况，使得性能检测的结果更为准确。

可选的，第三电流测量装置和第四电流测量装置为大电流测量装置，以保证在各自所在的支路通过大电流时不会烧坏装置。

专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (7)

1.一种高压直流断路器的性能检测系统，其特征在于，包括：

检测装置和控制器；

所述检测装置包括：电源控制单元、第一电流测量装置、第二电流测量装置和第一开关；

所述电源控制单元通过高压直流断路器分别与所述第一开关的第一端和所述第二电流测量装置的第一端相连，用于向所述高压直流断路器输出交流开断电流；

所述第一电流测量装置的第一端和所述第一开关的第二端相连，第二端和所述第二电流测量装置的第二端相连；

所述第二电流测量装置用于测量其所在支路的电流；

所述控制器和所述检测装置相连，用于当预定时刻到达或所述第二电流测量装置的测量电流小于所述第一电流测量装置的最大承受电流时，控制所述检测装置中的所述第一开关闭合，以导通所述第一电流测量装置所在的第一支路；

所述第一电流测量装置用于当所述第一支路导通时，测量通过所述第一支路的电流。

2.根据权利要求1所述的性能检测系统，其特征在于，所述电源控制单元，包括：

电源模块和高压点火球；

所述电源模块的第一端和所述高压点火球的第一端相连，第二端接地；

所述高压点火球的第二端作为所述电源控制单元的输出端。

3.根据权利要求2所述的性能检测系统，其特征在于，所述电源模块，包括：

第一电容和第一电感；

所述第一电容的第一端和所述第一电感的第一端相连，第二端接地；

所述第一电感的第二端和所述高压点火球的第一端相连。

4.根据权利要求2或3所述的性能检测系统，其特征在于，所述电源控制单元，还包括：

第二开关；

所述第二开关用于控制所述电源控制单元的输出端和所述高压直流断路器的输入端相连。

5.根据权利要求1所述的性能检测系统，其特征在于，所述测量装置，还包括：

第三电流测量装置；

所述第三电流测量装置的第一端和所述高压直流断路器的耗能支路相连，第二端与所述第一开关和所述第二电流测量装置的公共端相连。

6.根据权利要求1所述的性能检测系统，其特征在于，所述测量装置，还包括：

第四电流测量装置；

所述第四电流测量装置的第一端和所述高压直流断路器的主支路相连，第二端与所述第一开关和所述第二电流测量装置的公共端相连。

7.根据权利要求1所述的性能检测系统，其特征在于，所述测量装置，还包括：

第一电压测量装置；

所述第一电压测量装置的第一端与所述电源控制单元和所述高压直流断路器的公共端相连，第二端接地。

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