[实用新型]一种高压直流开关振荡回路电流离线检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高压直流开关振荡回路电流检测装置，尤其涉及一种基于霍尔电流传感器技术的高压直流开关振荡回路电流离线检测装置。

背景技术

从80年代末以来，我国直流输电技术的研究取得了突飞猛进的进展，目前国内已投运的±500kV直流工程有十余条。我国计划在2020年前投运的直流工程将超过30条；同时，为了实现“西电东送”战略，国家正大力推进包括±400kV、±660kV、±800kV和±1000kV特高压直流输电工程的建设，未来直流输电将成为我国电网的重要组成部分。

直流开关(也称断路器)是直流输电工程换流站的重要设备之一，其主要作用是改变直流系统的运行方式和及时清除线路中出现的故障。当前国内各大换流站装设的直流开关主要有金属回路转换开关(MRTB)、大地回路转换开关(GRTS)和中性母线开关(NBS)等。

直流开关与交流开关相比，直流开关所通过的电流为直流电流，没有可直接熄灭电弧的电流零点。因此，现有应用的直流开关系统一般是在改装的交流开关上加装包括电抗器和电容器所组成的振荡回路，通过振荡回路产生的高频振荡电流，实现开关断口电流过零和电弧的熄灭，最终成功实现直流开关的开断。因而直流开关的开断能力与振荡回路的特性息息相关，振荡回路容抗、感抗和阻尼电阻的值直接影响到振荡回路中振荡电流的幅度、频率和衰减等；一旦振荡回路参数不能满足设计要求或不能良好匹配就有可能使得直流断路器开断时所产生的电弧不能熄灭，导致开关开断失败，将对直流输电系统造成严重的后果。目前，在新投运换流站交接以及已运行站的检修工作中，因为缺乏可靠的技术手段和先进的设备和装置，对直流开关振荡回路的检修工作未能有效开展，给安全生产带来了隐患。

湖北省电力试验研究院提出了一种振荡回路参数的测量方法，并已广泛应用到直流开关的现场试验中。这种测量方法必须是在离线的方式下进行的，且测量工作较为繁琐，工作量较大。图1为传统离线式测量MRTB(金属回路转换开关)振荡回路参数方法的电路原理图。

现场试验时，先将电容C两端电压充到300V左右，接着断开充电回路开关SW，并逐步闭合振荡回路开关S1和开断元件S2，此时电容C通过振荡回路放电，通过电阻分流计R和数字存储示波器SBQ完成对振荡回路电流的记录。

上述测量方法的不足之处是：

1、根据试验电流波形计算电感L和电阻R的前提是必须知道电容器C的容抗值，且现场试验时一般是使用万用表估测电容值，这给计算的精度也带来误差。

2、在搭建试验回路时，必须配置调压器和整流器等装置，由于整个直流断路器是安装在一个绝缘平台上，因而在给电容器C充电时，需从电容器C的两端引线下来；同时为了将电阻分流计R串接到放电回路中，必须从振荡回路的一个连接口上拆掉一根导线，这种试验方法接线较为繁琐，需要工作人员现场登高拆接导线；更严重的是，由于接入的导线自身的电感和电阻，会严重影响所计算得到的电感和电阻值的有效性和精确性。

3、整个试验过程必须在离线的状态下进行，导致测量的波形和计算的结果都缺乏实时性，不能有效地反映直流断路的开断过程和运行状况，同时也影响了直流输电系统的可靠性及能量可利用率。

发明内容

本实用新型的目的就在于克服传统离线式测量装置的缺点和不足，提供一种基于霍尔电流传感器技术的高压直流开关振荡回路电流离线检测装置；该装置无须复杂接线，误差很小。

本实用新型的目的是这样实现的：

交流场取电的交流220V电压经隔离变压器和自耦变压器后，再经过整流桥就能得到连续可调的直流充电电压给直流开关振荡回路电容充电，振荡之后的电流信号采用霍尔电流传感器来获取，经同轴电缆传输后用采集卡和工控机来采集并存储获取到的信号。

具体地说，本实用新型包括隔离变压器、自耦变压器、整流桥、霍尔电流传感器、同轴电缆、采集卡和工控机；

变压器、自耦变压器和整流桥依次连接，得到连续可调的直流电压，整流桥的输出端和直流开关振荡回路的电容并联，给直流开关振荡回路电容充电；

霍尔电流传感器的输入端和直流开关振荡回路的电流输出端连接，获取直流开关振荡回路的电流，霍尔电流传感器、同轴电缆、采集卡和工控机依次连接，实现对直流开关振荡回路电流获取、传输、采集和检测。

本实用新型的工作原理是：