[发明专利]高压断路器长寿保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压断路器长寿保护装置，属于电力电子技术领域，可用于高压断路器的保护以延长其使用寿命，尤其是在特高压电网情况下更显示出该装置对电网安全稳定运行的重要作用。

背景技术

高压断路器在电路中起接通和断开负荷的重要作用，其工作的可靠性直接影响着供电系统的安全稳定、工厂企业的效益，因此人们对高压断路器的质量和使用寿命十分关注。但是高压断路器作为一种电器器件也是有一定寿命的，电压越高、电流越大其寿命越低。当由于维修不及时或质量缺陷而发生故障时，必定会造成很大的损失。

例如：精炼电弧炉在工作中要频繁地停送电，据有关资料介绍每天高压真空断路器要开合400多次，这对真空断路器是个沉重的负担。我们知道，电弧炉工作电流很大，断路器触头在开合电路时电弧也会很大，这会给触头造成严重的伤害，使断路器的寿命降低。严重时甚至会发生触头烧结、引起上级开关跳闸等现象，造成大面积停电，严重地影响了钢厂的生产秩序，使钢铁产量降低。

抽水蓄能电站承担着削峰填谷及事故备用的作用，与常规水电站相比，机组有时作发电机运行有时作电动机运行，机组的起停十分频繁，开关的操作非常频繁，每台开关每年的动作次数达1000次以上。平均3到5年就要大修一次，维修费用十分可观，如果维修不及时而发生故障其带来的损失常常是很大的。

高压开关是输电线路最关键的设备，也是我国输变电行业最薄弱的环节之一。几年前，500千伏及以上开关设备市场约有85﹪的产品是跨国公司的天下。2008年我国首台套1100千伏GIS（气体绝缘金属封闭开关设备）在首条1000千伏特高压交流输电示范线路投运，这标志着我国特高压开关产品实现了历史性跨越，对我国电网的发展具有重要的作用。但是如何确保其长时间安全稳定运行也同样是极其重要的问题。

在国家工业和信息化部、科学技术部、财政部、国务院国有资产监督管理委员会四部委2009年12月25日发布的《重大技术装备自主创新指导目录》中指出：“超、特高压输变电成套设备、开关设备的关键技术”包括“提高灭弧室开断性能研究”，说明国家对开关设备的开断能力和可靠性是非常重视的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种利用开关变压器技术的高压断路器长寿保护装置以解决上述问题。开关变压器技术实质上就是把变压器和电力电子器件相结合，构成了一个耐高压、大电流的电力电子开关模块，在电路中使之与高压断路器并联。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高压断路器长寿保护装置，包括运行断路器K1、开关变压器TK、晶闸管SCR、隔离开关K2、K3；所述开关变压器TK原边绕组的上端接一只隔离开关K2，开关变压器原边绕组的下端接另一只隔离开关K3；开关变压器付边每相单绕组的两端之间接有两只正反并联的晶闸管SCR；二台隔离开关K2、K3的另一端分别接于运行断路器K1的二端。

所述高压断路器长寿保护装置的控制系统采用可编程序控制器PLC或工控计算机COM控制系统。

当线路传输功率较大时，可采取多副绕组开关变压器的方法来解决，还可采取开关变压器模块并用的方法来解决。

控制系统接到开合闸命令时，它能控制开关变压器和断路器的动作顺序，使断路器的合闸电压（或电流）和分闸电压（或电流）都很小［额定电压的百分之五左右（或开关变压器的空载电流）］，可减小电弧，大大延长断路器的寿命。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

图1是高压断路器长寿保护装置的主电路图。

图2是采用了由二台二绕组开关变压器模块并用、电力电子器件IGCT、计算机控制系统COM构成的高压断路器长寿保护装置。

具体实施方式

采用开关变压器TK技术的高压断路器长寿保护装置系统图如图1所示：包括运行断路器K1、开关变压器TK、晶闸管SCR、隔离开关K2和K3；所述开关变压器TK原边绕组的上端接隔离开关K2，开关变压器TK原边绕组的下端接隔离开关K3；开关变压器TK付边每相单绕组的两端之间接有两只正反并联的晶闸管SCR；二台隔离开关K2、K3的另一端分别接于运行断路器K1的二端。

所述高压断路器长寿保护装置的控制采用可编程序控制器PLC控制系统。