WO2016107509A1 - 一种高压直流断路器分断试验装置及其试验方法 - Google Patents

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breaking
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魏晓光
贺之渊
查鲲鹏
周万迪
高冲
张升
陈龙龙
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North China Branch of State Grid Corp of China
State Grid Smart Grid Research Institute of SGCC
State Grid Corp of China SGCC
C Epri Electric Power Engineering Co Ltd
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North China Branch of State Grid Corp of China
State Grid Smart Grid Research Institute of SGCC
State Grid Corp of China SGCC
C Epri Electric Power Engineering Co Ltd
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection

Definitions

  • the invention relates to a test device for a DC circuit breaker and a test method thereof, in particular to a high-voltage DC circuit breaker breaking test device and a test method thereof.
  • the object of the present invention is to provide a high-voltage DC circuit breaker breaking test device and a test method thereof.
  • the test device provided by the present invention has a simple topology, simple control, low test capacity, large test current, and breaking current.
  • the amplitude and di/dt are flexible and adjustable, which can reproduce the current, voltage and thermal stress of the high-voltage DC circuit breaker in actual operation.
  • the test is equivalent and safe, and has the ability to reliably detect the breaking performance of the high-voltage DC circuit breaker.
  • the invention provides a high voltage DC circuit breaker breaking test device, which comprises a parallel mechanical switch - a full bridge module unit branch, a full bridge module unit branch and a lightning arrester MOV; the mechanical switch - full bridge module
  • the unit branch routing mechanical switch K is composed of a full bridge module unit in series;
  • the full bridge module unit branch is composed of a full bridge module unit connected in series;
  • the improvement is that the test device comprises a high voltage loop, a low voltage loop, and a reactor L And the high voltage DC circuit breaker;
  • the reactor L and the high voltage DC circuit breaker are connected in series with the high voltage circuit and the low voltage circuit respectively;
  • the high voltage DC circuit breaker has a bypass switch connected in parallel; the high voltage DC circuit breaker machinery In the switch-full bridge module branch, there are parallel protection thyristors at both ends of the full bridge module.
  • the high voltage circuit includes a high voltage small current source (0 to 30 kV, 0 to 2 A), a spark gap, a capacitor C2 and its auxiliary circuit, and a diode valve; the anode of the high voltage small current source is connected to one end of the spark gap; The negative pole of the high voltage small current source is grounded; the other end of the spark gap is separated from the low voltage loop and the cathode of the thyristor valve and one end of the reactor L Connecting; the capacitor C2 and the diode valve are connected in series and connected in parallel with the high voltage small current source; the auxiliary circuit of the capacitor C2 includes the mechanical switches K1, K2 and the resistor R; the auxiliary circuit is connected in parallel across the capacitor C2; the resistor R It is connected in series with the mechanical switch K1 in parallel with the mechanical switch K2.
  • the low voltage circuit includes a low voltage power supply connected in series, a reactor L1, and an isolation thyristor valve; the low voltage circuit can generate a rated current with an amplitude of 1 to 6 kA.
  • the protection thyristor has a diode connected in anti-parallel;
  • the full-bridge module unit is composed of a two-phase four-bridge arm, and a capacitor C is connected in parallel between the two phases, and a resistor is connected in parallel across the capacitor C;
  • the bridge arms are composed of an IGBT and a freewheeling diode connected in anti-parallel thereto.
  • the invention also provides a test method for a high-voltage DC circuit breaker breaking test device, which is improved in that the method comprises the following steps:
  • the low-voltage circuit triggers the isolation thyristor valve, and injects a rated current into the high-voltage DC circuit breaker through the isolation thyristor valve;
  • the high-voltage circuit is introduced by triggering the spark gap, and the current di/dt of the high-voltage DC circuit breaker is controlled by the reactor L, and the high-voltage circuit injection current will force the isolation thyristor current to zero after being turned off. Separating the high voltage circuit from the low voltage circuit;
  • the invention also provides a test method for a high-voltage DC circuit breaker breaking test device, which is improved in that before the breaking test, the high-voltage DC circuit breaker is in a breaking state, the bypass switch is closed, and the low-voltage circuit isolating the thyristor valve is triggered. The high-voltage loop spark gap is then triggered to complete the test of the expected test current.
  • the invention also provides a test method for a high-voltage DC circuit breaker breaking test device, which is improved in that the output voltage and the low-voltage loop reactor L1 are adjusted by using a low-voltage circuit, and the rated current capacity and short-time of the high-voltage DC circuit breaker are performed. Overcurrent capability test.
  • the method for breaking the DC-DC circuit breaker of the present invention adopts a dual-source composite mode, and the required test capacity is low, and the test is required.
  • the current is large and the di/dt is flexible and adjustable.
  • the test capability can cover high voltage DC circuit breakers used in flexible DC and traditional DC transmission projects;
  • the circuit of the improved DC-DC circuit breaker breaking test of the invention has simple structure, simple control and low construction cost of the test platform;
  • the improved test method for the DC-DC circuit breaker of the present invention can accurately reproduce the thermal stress, the breaking current, the transient over-voltage (including the DC voltage) of the DC circuit breaker under different operating conditions under the rated operating conditions, and has superior Equivalence;
  • the improved test method for the DC-DC circuit breaker of the present invention is comprehensive in function, and can also complete the temperature rise test and the short-time overcurrent test of the high-voltage DC circuit breaker, and has high integration;
  • the new high-voltage DC circuit breaker breaking test method proposed by the invention can test the expected current of the test and provides perfect protection measures, which not only provides the safety of the test, but also visually verifies the breaking effect of the DC circuit breaker.
  • FIG. 1 is a structural diagram of a high voltage DC circuit breaker provided by the present invention; wherein (a) is a topology diagram of a high voltage DC circuit breaker, and (b) is a topological structure diagram of a full bridge module test apparatus;
  • FIG. 2 is a topological structural view of a high voltage DC circuit breaker breaking test device provided by the present invention
  • FIG. 3 is a control timing and breaking waveform diagram of a breaking test of a high voltage DC circuit breaker provided by the present invention.
  • Figure 1 shows the topology of a high-voltage DC circuit breaker.
  • (a) is a topology diagram of a high-voltage DC circuit breaker
  • (b) is a topological structure diagram of a full-bridge module test device, and the high-voltage DC circuit breaker includes a mechanical switch in parallel - a full-bridge modular unit branch a full bridge module unit branch and a lightning arrester MOV; the mechanical switch-full bridge module unit branch routing mechanical switch K and a full bridge module unit are formed in series; the full bridge module unit branch is connected in series with a full bridge module unit;
  • the bridge module unit is composed of a two-phase four-bridge arm, and a capacitor C is connected in parallel between the two phases, and a resistor is connected in parallel across the capacitor C; each bridge arm is composed of an IGBT and a freewheeling diode connected in anti-parallel thereto.
  • the topological structure diagram of the high-voltage DC circuit breaker breaking test device provided by the present invention is as shown in FIG. 2, including a high-voltage circuit, a low-voltage circuit, a reactor L and a high-voltage DC circuit breaker; the reactor L and the high-voltage DC circuit breaker are connected in series respectively The high-voltage circuit and the low-voltage circuit are connected in parallel; the high-voltage DC circuit breaker has a bypass switch connected in parallel at both ends; the high-voltage DC circuit breaker mechanical switch-full-bridge module branch has a protection thyristor connected in parallel at both ends of the full-bridge module.
  • the bypass switch is used to test the injection current waveform of the whole test circuit before the test to ensure the safety of the test.
  • the bypass thyristor protects the circuit breaker when it cannot complete the normal breaking.
  • the anti-parallel diodes at both ends do not withstand the reverse voltage formed by the high-voltage circuit oscillation, all connected in series with the capacitor C2.
  • the diode valve is tolerant and it does not require multiple thyristors in series.
  • the high voltage circuit includes a high voltage small current source (0 to 30 kV, 0 to 2 A), a spark gap, a capacitor C2 and its auxiliary circuit, and a diode valve; the anode of the high voltage small current source is connected to one end of the spark gap; the high voltage and small current The anode of the source is grounded; the other end of the spark gap is connected to the cathode of the low-voltage loop isolation thyristor valve and one end of the reactor L; the capacitor C2 and the diode valve are connected in series with the high-voltage small current source; the auxiliary circuit of the capacitor C2 includes The mechanical switches K1, K2 and the resistor R; the auxiliary circuit is connected in parallel across the capacitor C2; the resistor R and the mechanical switch K2 are connected in parallel and in series with the mechanical switch K1.
  • the function of the high voltage circuit is to inject the DC circuit breaker to break the current and to withstand the DC voltage after the completion of the breaking.
  • the low voltage circuit includes a series connected low voltage power supply, a reactor L1 and an isolated thyristor valve; the low voltage circuit can generate a rated current of 1 to 6 kA.
  • the function of the low voltage circuit is to inject the rated current of the DC circuit breaker.
  • the invention also provides a breaking test method for a high-voltage DC circuit breaker, which can realize a test of high-current breaking and high transient over-voltage withstand under the rated operating state of the new high-voltage DC circuit breaker.
  • the method injects a rated current into the high-voltage DC circuit breaker through the isolated thyristor valve through the low-voltage large current source; the high-voltage capacitor is charged by the high-voltage small current source, the initial test voltage of the high-voltage test circuit is established, and then the high-voltage circuit is triggered by the spark gap, and the test current is reacted through the reactance After being adjusted, it is injected into the high-voltage DC circuit breaker, and at the same time, the isolation thyristor valve of the low-voltage test circuit is turned off.
  • the test circuit has simple topology, simple control, low test capacity, large test current, flexible current amplitude and di/dt, and can reproduce the current, voltage and thermal stress of the high-voltage DC circuit breaker in actual operation, test, etc. High efficiency, high security, and the ability to reliably detect the breaking performance of high-voltage DC circuit breakers.
  • the method specifically includes the following steps:
  • the low-voltage circuit creates a rated current of several thousand amps to meet the current flow requirements of mature IGBT devices on the market.
  • the reactance of L1 and L is used to achieve approximately constant rated current and low loop impedance, making the required test.
  • the voltage is extremely low, the voltage can realize the trigger of the isolation thyristor valve to meet the requirement; in the low-voltage circuit, the rated current is injected into the high-voltage DC circuit breaker through the isolation thyristor valve for a period of time tn;
  • the high-voltage test circuit is introduced by triggering the spark gap, and the DC circuit breaker current di/dt is controlled by the reactor L.
  • the high-voltage circuit injection current will force the isolation thyristor current to cross zero. Shut off to achieve isolation between the high voltage circuit and the low voltage circuit.
  • the high-voltage circuit injects the current to the maximum breaking current of the circuit breaker or reaches the maximum breaking time allowed by the circuit breaker, the high-voltage DC circuit breaker is disconnected, and will withstand the protection level voltage of the arrester and the residual voltage of the high-voltage circuit capacitor C2. Adjusting the two voltage amplitudes can achieve the equivalent of the actual engineering breaking current and recovery overvoltage.
  • the breaking test Before the breaking test, keep the high voltage DC circuit breaker in the breaking state, close the bypass switch, trigger the low voltage circuit isolation thyristor valve, and then trigger the high voltage circuit spark gap to complete the test current test, which can ensure the test safety. It also provides the expected test current waveform.
  • the low-voltage circuit is used to adjust its output voltage and loop reactance. It is also possible to test the rated current capacity and short-time overcurrent capability of the DC circuit breaker separately.
  • T0 is the triggering moment of the isolated thyristor valve.
  • the rated current running time tn breaker reaches the thermal equilibrium state, and the high-voltage circuit spark gap is triggered at time T1.
  • the maximum allowable breaking time tbreak or the maximum breaking current Imax is used as a signal, and a breaking command is issued at time T2, at which time the circuit breaker arrester wave protection level voltage Umov is withstood, and after the tclear clearing time, the circuit breaker is resistant to the capacitor residual voltage, the voltage It is consistent with the rated voltage Un of the circuit breaker application system.
  • the capacitor C2 auxiliary circuit mechanical switches K1 and K2 are closed to discharge the voltage on the capacitor.

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Abstract

一种高压直流断路器分断试验装置及其试验方法，该装置的电抗器L和高压直流断路器串联后分别与高压回路和低压回路并联；高压直流断路器两端并联有旁路开关；机械开关-全桥模块支路中全桥模块两端并联有保护晶闸管。试验方法通过低压大电流源经隔离晶闸管阀向断路器注入额定电流；由高压小电流源对电容充电，建立初始试验电压，由火花间隙触发高压回路，试验电流经电抗调节后注入断路器中，并关断隔离晶闸管阀，在达到预期分断电流或者最大分断时间时，完成分断，断路器耐受暂态恢复过压和高压回路电容残余电压。该装置和方法能够复现高压直流断路器在实际运行中的电流、电压和热应力，试验等效高，具备可靠检测断路器分断性能的能力。

Description

一种高压直流断路器分断试验装置及其试验方法 技术领域
本发明涉及一种直流断路器的试验装置及其试验方法，具体讲涉及一种高压直流断路器分断试验装置及其试验方法。
背景技术
随着基于电压源换流器(VSC)的多端柔性直流和直流电网技术的开始应用，快速高压直流断路器成为保证系统稳定安全可靠运行的关键设备之一，其运行的可靠性直接决定了所配置直流系统的安全性和经济性，因此需要开展全面的试验检测高压直流断路器性能，而断路器分断能力是最重要性能之一。高压直流断路器尚属于电力电子领域前沿技术，目前只有ABB和ALSTOM两家跨国企业完成了高压直流断路器样机的研制，其试验方法属于高度保密技术，少有文献报道。而成熟高压直流转化开关试验采用单电源试验方法，可以完成大电流分断，但无法有效等效断路器分断过程中热应力以及分断后恢复过电压，且通用性差。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种高压直流断路器分断试验装置及其试验方法，本发明提供的试验装置拓扑结构简单，控制简便，试验容量低、试验电流大，分断电流幅值和di/dt灵活可调，能够复现高压直流断路器在实际运行中的电流、电压和热应力，试验等效高，安全性强，具备可靠检测高压直流断路器分断性能的能力。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
本发明提供一种高压直流断路器分断试验装置，所述高压直流断路器包括并联的机械开关-全桥模块单元支路、全桥模块单元支路和避雷器MOV；所述机械开关-全桥模块单元支路由机械开关K与全桥模块单元串联组成；所述全桥模块单元支路由串联的全桥模块单元组成；其改进之处在于，所述试验装置包括高压回路、低压回路、电抗器L和高压直流断路器；所述电抗器L和高压直流断路器串联后分别与高压回路和低压回路并联；所述的高压直流断路器两端并联有旁路开关；所述的高压直流断路器机械开关-全桥模块支路中全桥模块两端并联有保护晶闸管。
进一步地，所述高压回路包括高压小电流源(0～30kV，0～2A)、火花间隙、电容器C2及其辅助回路和二极管阀；所述高压小电流源的正极与火花间隙的一端连接；所述高压小电流源的负极接地；所述火花间隙的另一端与低压回路隔离晶闸管阀的阴极和电抗器L的一端 连接；所述电容器C2和二极管阀串联后与高压小电流源并联；电容器C2的辅助回路包括机械开关K1、K2和电阻R；所述的辅助回路并联连接于电容器C2两端；所述电阻R和机械开关K2并联后与机械开关K1串联。
进一步地，所述低压回路包括串联的低压电源、电抗器L1和隔离晶闸管阀；所述低压回路能够创造幅值为1～6kA的额定电流。
进一步地，所述保护晶闸管的两端反并联有二极管；所述全桥模块单元由两相四桥臂构成，且在两相之间并联有电容器C，在电容器C两端并联有电阻；每个桥臂由IGBT以及与其反并联的续流二极管构成。
本发明还提供一种高压直流断路器分断试验装置的试验方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：
A、试验前，使高压直流断路器的机械开关K处于闭合状态，全桥模块单元所有的IGBT处于导通状态，旁路开关处于分断状态，并通过高压小电流源完成对高压试验回路电容充电；
B、低压回路触发隔离晶闸管阀，并通过隔离晶闸管阀向高压直流断路器注入额定电流；
C、在高压直流断路器达到热平衡后，通过触发火花间隙引入高压回路，经电抗器L控制注入高压直流断路器电流di/dt，同时高压回路注入电流将强迫隔离晶闸管电流过零后关断，实现高压回路与低压回路的隔离；
D、在高压回路注入电流达到高压直流断路器最大分断电流或者达到高压直流断路器允许的最大分断时间时，高压直流断路器分断，通过调整耐受避雷器保护水平电压和高压回路电容C2残余电压，实现与实际工程分断电流和恢复过电压的等效；
E、试验完成后，先后闭合高压回路电容器C2的辅助回路中机械开关K1和K2，实现电容器电压的泄放。
本发明还提供一种高压直流断路器分断试验装置的试验方法，其改进之处在于，在进行分断试验之前，使高压直流断路器处于分断状态，闭合旁路开关，触发低压回路隔离晶闸管阀，随后再触发高压回路火花间隙，完成对预期试验电流测试。
本发明还提供一种高压直流断路器分断试验装置的试验方法，其改进之处在于，利用低压回路，调节其输出电压和低压回路电抗器L1，进行高压直流断路器额定通流能力和短时过电流能力试验。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有的优异效果是：
1、本发明所提高压直流断路器分断试验方法采用双源复合方式，所需试验容量低、试验 电流大且di/dt灵活可调，试验能力能够覆盖应用于柔性直流和传统直流输电工程中的高压直流断路器；
2、本发明所提高压直流断路器分断试验电路结构简单，控制简易，试验平台建设成本低；
3、本发明所提高压直流断路器分断试验方法能够准确复现直流断路器在额定运行工况下经历不同故障类型下热应力、分断电流、暂态过电压(包含直流电压)，且具备优越的等效性；
4、本发明所提高压直流断路器分断试验方法功能全面，还能够完成高压直流断路器温升试验和短时过电流试验，具备高度集成性；
5、本发明所提新型高压直流断路器分断试验方法能够测试试验预期电流，并提供了完善的保护措施，既提供了试验的安全性，又能直观验证直流断路器分断效果。
附图说明
图1是本发明提供的高压直流断路器结构图；其中(a)为高压直流断路器拓扑图，(b)为全桥模块试验装置的拓扑结构图；
图2是本发明提供的高压直流断路器分断试验装置拓扑结构图；
图3是本发明提供的高压直流断路器分断试验的控制时序和分断波形图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
图1为高压直流断路器拓扑，(a)为高压直流断路器拓扑图，(b)为全桥模块试验装置的拓扑结构图，高压直流断路器包括并联的机械开关-全桥模块单元支路、全桥模块单元支路和避雷器MOV；所述机械开关-全桥模块单元支路由机械开关K与全桥模块单元串联组成；所述全桥模块单元支路由串联的全桥模块单元组成；全桥模块单元由两相四桥臂构成，且在两相之间并联有电容器C，在电容器C两端并联有电阻；每个桥臂由IGBT以及与其反并联的续流二极管构成。
本发明提供的高压直流断路器分断试验装置的拓扑结构图如图2所示，包括高压回路、低压回路、电抗器L和高压直流断路器；所述电抗器L和高压直流断路器串联后分别与高压回路和低压回路并联；所述的高压直流断路器两端并联有旁路开关；所述的高压直流断路器机械开关-全桥模块支路中全桥模块两端并联有保护晶闸管。旁路开关用于在试验前测试整个试验电路的注入电流波形，保证试验的安全性，同时还可以提供正常故障波形与断路器分断波形比较，验证直流断路器分断效果。旁路晶闸管在断路器无法完成正常分断时对其提供保护，两端反并联二极管使其不会耐受高压回路振荡形成的反向电压，全部由与电容C2串联 的二极管阀耐受，其无需要进行多个晶闸管串联。
高压回路包括高压小电流源(0～30kV，0～2A)、火花间隙、电容器C2及其辅助回路和二极管阀；所述高压小电流源的正极与火花间隙的一端连接；所述高压小电流源的负极接地；所述火花间隙的另一端与低压回路隔离晶闸管阀的阴极和电抗器L的一端连接；所述电容器C2和二极管阀串联后与高压小电流源并联；电容器C2的辅助回路包括机械开关K1、K2和电阻R；所述的辅助回路并联连接于电容器C2两端；所述电阻R和机械开关K2并联后与机械开关K1串联。高压回路的作用是注入直流断路器分断电流和分断完成后耐受直流电压。
低压回路包括串联的低压电源、电抗器L1和隔离晶闸管阀；所述低压回路能够创造幅值为1～6kA的额定电流。低压回路的作用是注入直流断路器额定电流。
本发明还提供一种高压直流断路器分断试验方法，能够实现新型高压直流断路器额定运行状态下大电流分断和高暂态过电压耐受的测试。该方法通过低压大电流源经隔离晶闸管阀向高压直流断路器注入额定电流；由高压小电流源对高压电容充电，建立高压试验回路初始试验电压，随后由火花间隙触发高压回路，试验电流经电抗调节后注入高压直流断路器中，与此同时实现低压试验回路隔离晶闸管阀关断，在达到预期分断电流或者最大分断时间时，完成分断，高压直流断路器耐受暂态恢复过压和高压试验回路电容残余电压。试验电路拓扑结构简单，控制简便，试验容量低、试验电流大，分断电流幅值和di/dt灵活可调，能够复现高压直流断路器在实际运行中的电流、电压和热应力，试验等效高，安全性强，具备可靠检测高压直流断路器分断性能的能力。该方法具体包括下述步骤：
A、试验前，使得高压直流断路器机械开关处于闭合状态，所有基于IGBT的全桥模块单元处于导通状态，旁路开关处于分断状态，并通过高压小电流源完成对高压试验回路电容充电。
B、低压回路创造幅值为数千安额定电流，即可以满足目前市场上成熟IGBT器件的通流需求，通过电抗L1和L来实现额定电流的近似恒定，回路阻抗低，使得所需要的试验电压极低，该电压能够实现隔离晶闸管阀的触发即可以满足要求；在低压回路通过隔离晶闸管阀向高压直流断路器注入额定电流一段时间tn；
C、在高压直流断路器达到热平衡后，通过触发火花间隙引入高压试验回路，经电抗器L控制注入直流断路器电流di/dt，与此同时高压回路注入电流将强迫隔离晶闸管电流过零后而关断，实现高压回路与低压回路的隔离。
D、在高压回路注入电流达到断路器最大分断电流或者达到断路器允许的最大分断时间时，高压直流断路器分断，将耐受避雷器保护水平电压和高压回路电容C2残余电压，通过 调整这两个电压幅值，可以实现与实际工程分断电流和恢复过电压的完成等效。
E、试验完成后，先后闭合高压回路电容C2辅助回路机械开关K1和K2，实现电容电压的泄放。
在进行分断试验之前，保持高压直流断路器处于分断状态，闭合旁路开关，触发低压回路隔离晶闸管阀，随后触发高压回路火花间隙，即可完成对预期试验电流测试，既能保证试验安全性，又能提供预期试验电流波形。此外，利用低压回路，调节其输出电压和回路电抗，还可以单独开展直流断路器额定通流能力和短时过电流能力的试验。
高压直流断路器分断试验的控制时序和分断波形如图3所示，T0为隔离晶闸管阀触发时刻，以额定电流运行时间tn断路器达到热平衡状态，在时刻T1触发高压回路火花间隙，直流断路器以最大允许分断时间tbreak或者最大分断电流Imax为信号，在T2时刻发出分断命令，此时耐受断路器避雷器波保护水平电压Umov，经过tclear清除时间后，断路器耐受电容残余电压，该电压与断路器应用系统额定电压Un一致，耐受该电压一段时间后在T3时刻，闭合电容C2辅助回路机械开关K1和K2，泄放电容上电压。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

  1. 一种高压直流断路器分断试验装置，所述高压直流断路器包括并联的机械开关-全桥模块单元支路、全桥模块单元支路和避雷器MOV；所述机械开关-全桥模块单元支路由机械开关K与全桥模块单元串联组成；所述全桥模块单元支路由串联的全桥模块单元组成；其特征在于，所述试验装置包括高压回路、低压回路、电抗器L和高压直流断路器；所述电抗器L和高压直流断路器串联后分别与高压回路和低压回路并联；所述的高压直流断路器两端并联有旁路开关；所述高压直流断路器机械开关-全桥模块支路中的全桥模块单元两端并联有保护晶闸管。
  2. 如权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述高压回路包括高压小电流源、火花间隙、电容器C2及其辅助回路和二极管阀；所述高压小电流源的正极与火花间隙的一端连接；所述高压小电流源的负极接地；所述火花间隙的另一端与低压回路隔离晶闸管阀的阴极和电抗器L的一端连接；所述电容器C2和二极管阀串联后与高压小电流源并联；电容器C2的辅助回路包括机械开关K1、K2和电阻R；所述的辅助回路并联连接于电容器C2两端；所述电阻R和机械开关K2并联后与机械开关K1串联。
  3. 如权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述低压回路包括串联的低压电源、电抗器L1和隔离晶闸管阀；所述低压回路能够创造幅值为1～6kA的额定电流。
  4. 如权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述保护晶闸管的两端反并联有二极管；所述全桥模块单元由两相四桥臂构成，且在两相之间并联有电容器C，在电容器C两端并联有电阻；每个桥臂由IGBT以及与其反并联的续流二极管构成。
  5. 一种如权利要求1-4中任一项所述的高压直流断路器分断试验装置的试验方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
    A、试验前，使高压直流断路器的机械开关K处于闭合状态，全桥模块单元所有的IGBT处于导通状态，旁路开关处于分断状态，并通过高压小电流源完成对高压试验回路电容充电；
    B、低压回路触发隔离晶闸管阀，并通过隔离晶闸管阀向高压直流断路器注入额定电流；
    C、在高压直流断路器达到热平衡后，通过触发火花间隙引入高压回路，经电抗器L控制注入高压直流断路器电流di/dt，同时高压回路注入电流将强迫隔离晶闸管电流过零后关断，实现高压回路与低压回路的隔离；
    D、在高压回路注入电流达到高压直流断路器最大分断电流或者达到高压直流断路器允许的最大分断时间时，高压直流断路器分断，通过调整耐受避雷器保护水平电压和高压回路电容C2残余电压，实现与实际工程分断电流和恢复过电压的等效；
    E、试验完成后，先后闭合高压回路电容器C2的辅助回路中机械开关K1和K2，实现电容器电压的泄放。
  6. 一种如权利要求5所述的高压直流断路器分断试验装置的试验方法，其特征在于，在进行分断试验之前，使高压直流断路器处于分断状态，闭合旁路开关，触发低压回路隔离晶闸管阀，随后再触发高压回路火花间隙，完成对预期试验电流测试。
  7. 一种如权利要求5所述的高压直流断路器分断试验装置的试验方法，其特征在于，利用低压回路，调节其输出电压和低压回路电抗器L1，进行高压直流断路器额定通流能力和短时过电流能力试验。
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