CN210517780U - 一种中压直流开关 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种中压直流开关，作为直流断路器或直流负荷开关用，包括：承压电容器C2、耗能避雷器F2、快速机械开关、低压谐振开关；低压谐振开关包括：低压充电电容器C1、谐振电感L，双向IGBT开关，限压避雷器F1、高压隔离充电器；双向IGBT开关分为两组，两组IGBT开关中其中一组串联有谐振电感L和低压充电电容器C1，串联后与另一组并联；限压避雷器F1也与另一组并联；三者组成并联结构；并联结构与承压电容器C2串联后组成串联结构，串联结构与耗能避雷器F2并联，组成大并联结构；大并联结构与快速机械开关并联。本实用方案简洁，成本较低，控制简单，可广泛应用于10kV及以上的直流配电网中。作为直流断路器或直流负荷开关用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种开关，具体涉及一种方案简洁，成本较低，控制简单，可广泛应用于10kV及以上的直流配电网中作为直流断路器或直流负荷开关用的中压直流开关。
背景技术
中压直流断路器的拓扑结构以电容器预充电LC谐振型的机械式直流断路器为主。实现的方式有负压耦合、预充电等。但是他们都有一个缺陷，就是充电电容器需要承受开关分断时断路器两端也就是避雷器产生的高电压，因此充电回路成本较高，而且故障分断后期，不能快速切断线路剩余小电流。
本实用采用低压充电低压加有少量IGBT组成的双向IGBT开关与承压电容器串联的方式，使充电回路仅承受较低的充电谐振电压，不再承受中压开关关断时避雷器承受的过电压。极大的较低了中压开关的成本，同时因为有辅助IGBT双向开关的控制，可以快速切断故障分断后期线路的剩余小电流。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一种方案简洁，成本较低，控制简单，可广泛应用于10kV及以上的直流配电网中作为直流断路器或直流负荷开关用的中压直流开关。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种中压直流开关，所述中压直流开关作为直流断路器或直流负荷开关用，所述中压直流开关包括：
承压电容器C2、耗能避雷器F2、快速机械开关、低压谐振开关；
低压谐振开关包括：低压充电电容器C1、谐振电感L，双向IGBT开关，限压避雷器F1、高压隔离充电器；
双向IGBT开关分为两组，两组IGBT开关中其中一组串联有谐振电感L和低压充电电容器C1，串联后与另一组并联；限压避雷器F1也与另一组并联；三者组成并联结构；
所述并联结构与承压电容器C2串联后组成串联结构，所述串联结构与耗能避雷器F2并联，组成大并联结构；大并联结构与快速机械开关并联。
在本实用新型的具体实施例子中，所述低压充电电容器C1的两端子上安装有高压隔离充电器。
在本实用新型的具体实施例子中，所述避雷器F1用于限制谐振开关两端的最高电压，保护双向IGBT开关。
在本实用新型的具体实施例子中，高压隔离充电器回路的开关K在谐振开关IGBT导通时断开高压隔离充电器充电器。
在本实用新型的具体实施例子中，当需要分断系统电流时，快速机械开关首先分断，当控制装置检测到快速机械开关分到承压开距时，T31、T32IGBT 导通，同时充电回路开关K关断，阻止谐振电流流过充电器，这样低压电容器的预充电电压经快速机械开关CB，承压电容器，谐振电感形成高频谐振放电回路，当谐振电流与流过快速开关的系统电流二者叠加电流过零点时，快速开关息弧阻断；然后T31、T32IGBT关断，T41、T42IGBT导通，系统电流经T41、 T42IGBT对承压电容器充电，当电容器电压超过避雷器动作电压时，线路电流转移到避雷器中，有避雷器吸收系统中的剩余能量；当系统电流小到一定的值时，T41、T42组成的双向IGBT开关关断，阻断系统电流，减少分断电流的清除时间；避雷器F1用于限制双向谐振开关T31、T32及T41、T42关断时两端的电压。
本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型提供的中压直流开关具有如下优点：本实用采用低压充电低压加有少量IGBT组成的双向IGBT开关与承压电容器串联的方式，使充电回路仅承受较低的充电谐振电压，不再承受中压开关关断时避雷器承受的过电压。极大的较低了中压开关的成本，同时因为有辅助IGBT双向开关的控制，可以快速切断故障分断后期线路的剩余小电流。本实用方案简洁，成本较低，控制简单，可广泛应用于10kV及以上的直流配电网中。作为直流断路器或直流负荷开关用。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。
本实用新型提供的中压直流开关，该模具用于组装电池组，图1为本实用新型的整体结构示意图。如图1所示：该中压直流开关包括：承压电容器C2、耗能避雷器F2、快速机械开关、低压谐振开关；低压谐振开关包括：低压充电电容器C1、谐振电感L，双向IGBT开关，限压避雷器F1、高压隔离充电器；双向IGBT开关分为两组，两组IGBT开关中其中一组串联有谐振电感L和低压充电电容器C1，串联后与另一组并联；限压避雷器F1也与另一组并联；三者组成并联结构；并联结构与承压电容器C2串联后组成串联结构，串联结构与耗能避雷器F2并联，组成大并联结构；大并联结构与快速机械开关并联。
低压充电电容器C1的两端子上安装有高压隔离充电器。
避雷器F1用于限制谐振开关两端的最高电压，保护双向IGBT开关。
高压隔离充电器回路的开关K在谐振开关IGBT导通时断开充电器，防止谐振电流的反向电流流过充电器造成充电器损坏的风险。
当需要分断系统电流时，快速机械开关首先分断，快速机械开关由于没有分断直流电流的能力而拉弧。当控制装置检测到快速机械开关分到承压开距时，控制如图1所示谐振开关的T31、T32IGBT导通，同时充电回路的充电电子开关k关断，阻止谐振电流流过充电器，这样低压电容器的预充电电压经快速机械开关CB，承压电容器，线路杂散电感形成高频谐振放电回路。
当谐振电流与流过快速开关的系统电流二者叠加电流过零点时，快速开关息弧阻断。然后T31、T32IGBT关断，T41、T42IGBT导通，谐振电流因为快速开关息弧没有了谐振回路而关断，系统电流经T41、T42IGBT对承压电容器充电(不对低压电容器充电)，当电容器电压超过避雷器动作电压时，线路电流转移到避雷器中，有避雷器吸收系统中的剩余能量。当系统电流小到一定的值时，T41、T42组成的双向IGBT开关关断，阻断系统电流，减少分断电流的清除时间。避雷器F1用于限制双向开关T31、T32及T41、T42关断时两端的电压。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种中压直流开关，所述中压直流开关作为直流断路器或直流负荷开关用，其特征在于：所述中压直流开关包括：
承压电容器C2、耗能避雷器F2、快速机械开关、低压谐振开关；
低压谐振开关包括：低压充电电容器C1、谐振电感L，双向IGBT开关，限压避雷器F1、高压隔离充电器；
双向IGBT开关分为两组，两组IGBT开关中其中一组串联有谐振电感L和低压充电电容器C1，串联后与另一组并联；限压避雷器F1也与另一组并联；三者组成并联结构；
所述并联结构与承压电容器C2串联后组成串联结构，所述串联结构与耗能避雷器F2并联，组成大并联结构；大并联结构与快速机械开关并联。
2.根据权利要求1所述的中压直流开关，其特征在于：所述低压充电电容器C1的两端子上安装有高压隔离充电器。
3.根据权利要求1或2所述的中压直流开关，其特征在于：所述限压避雷器F1用于限制谐振开关两端的最高电压，保护双向IGBT开关。
4.根据权利要求2所述的中压直流开关，其特征在于：高压隔离充电器的回路的开关K在谐振开关IGBT导通时断开高压隔离充电器充电器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921099713.2U CN210517780U (zh) | 2019-07-12 | 2019-07-12 | 一种中压直流开关 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921099713.2U CN210517780U (zh) | 2019-07-12 | 2019-07-12 | 一种中压直流开关 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN210517780U true CN210517780U (zh) | 2020-05-12 |
Family
ID=70582993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201921099713.2U Active CN210517780U (zh) | 2019-07-12 | 2019-07-12 | 一种中压直流开关 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN210517780U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113612193A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-11-05 | 西安交通大学 | 一种基于真空触发开关和超导限流的高压直流断路器及工作方法 |
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2019
- 2019-07-12 CN CN201921099713.2U patent/CN210517780U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113612193A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-11-05 | 西安交通大学 | 一种基于真空触发开关和超导限流的高压直流断路器及工作方法 |
| CN113612193B (zh) * | 2021-07-19 | 2022-05-06 | 西安交通大学 | 一种基于真空触发开关和超导限流的高压直流断路器及工作方法 |
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