[实用新型]一种新型的快速机械式高压直流断路器

说明书

技术领域

本实用新型涉及直流断路器技术领域，特别是涉及一种新型的快速机械式高压直流断路器。

背景技术

多端柔性直流输电系统对直流侧短路故障非常敏感，当多端柔性直流输电系统发生短路故障时，高压直流断路器能在换流器闭锁前直接切除并隔离故障点，除发生故障的线路外，整个系统还能正常运行。因此高压直流断路器是保证多端柔性直流输电系统稳定可靠运行的关键设备之一。

直流断路器从原理上主要可分为新型的快速机械式高压直流断路器、固态式直流断路器和混合式直流断路器三种类型。其中，新型的快速机械式高压直流断路器具有通态损耗低、可以户外敞开式布置、造价低等优势。

传统新型的快速机械式高压直流断路器通常采用交流开断在电流过零时灭弧实现开断，然而开断过程中过零点前故障电流容易下降过快导致开断失败，使得开断可靠性降低。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统新型的快速机械式高压直流断路器可靠性低的问题，提供一种新型的快速机械式高压直流断路器。

一种新型的快速机械式高压直流断路器，包括：主断口支路、换流支路、吸能支路以及换流充电支路；

所述换流支路、吸能支路与主断口支路并联连接，并联连接的两端串联接入直流输电的线路中；所述换流充电支路与换流支路中的预充电电容并联连接，用于对预充电电容进行充电；

所述主断口支路包括机械开关和饱和电抗器，所述机械开关和饱和电抗器串联连接并接入直流输电的线路中。

上述新型的快速机械式高压直流断路器，在故障电流上升阶段，饱和电抗器可抑制直流故障电流的上升率，降低系统对故障判断灵敏性的要求，同时也减小了故障电流对系统的冲击；在开断故障电流过零点之前，饱和电抗器可降低过零点前故障电流的下降率，避免由于故障电流下降过快导致开断失败，能够增加开断的可靠性，降低装置的成本。

附图说明

图1为新型的快速机械式高压直流断路器结构示意图；

图2为一个实施例的新型的快速机械式高压直流断路器结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的新型的快速机械式高压直流断路器的具体实施方式作详细地描述。

参考图1和图2，图1为新型的快速机械式高压直流断路器结构示意图，图2为一个实施例的新型的快速机械式高压直流断路器结构示意图，所述新型的快速机械式高压直流断路器包括：主断口支路10、换流支路20、吸能支路30以及换流充电支路40；

所述换流支路20、吸能支路30与主断口支路10并联连接，并联连接的两端串联接入直流输电的线路中；所述换流充电支路40与换流支路20中的预充电电容201并联连接，用于对预充电电容201进行充电；

所述主断口支路10包括机械开关101和饱和电抗器102，所述机械开关101和饱和电抗器102串联连接并接入直流输电的线路中。

其中，所述主断口支路10用于开断直流线路产生的故障电流，所述机械开关101为可燃弧且在电流过零时可熄弧的开关；

换流支路20用于产生与短路电流反向的高频振荡电流，使机械开关101电流过零点开断；

换流充电支路40用于对预充电电容201充电；

吸能支路30用于吸收直流系统中感性元件存储的能量，限制主断口支路10两端的电压。

所述饱和电抗器102在流过饱和电抗器102的暂态电流大于或等于设定值时，饱和电抗器102处于饱和区域，电感值为设定电感值，所述饱和电抗器102在流过饱和电抗器102的暂态电流小于设定值时，饱和电抗器102处于不饱和区域，电感值大于设定电感值；所述饱和电抗器102用于在流过饱和电抗器102的暂态电流小于设定值时减小该电流的变化率。

上述新型的快速机械式高压直流断路器，当直流系统正常工作时，机械开关101闭合，饱和电抗器102在稳态电流下电感值接近于零，系统电流流过机械开关101和饱和电抗器102，通态损耗较小，当直流线路发生短路故障，故障电流流过主断口支路10时，所述机械开关101的触头分开并燃弧，所述机械开关101达到设定的开距值，触发所述预充电电容201放电并与所述饱和电抗器102产生振荡电流，当振荡电流幅值超过系统最大故障电流幅值，流过机械开关101的电流产生过零点，机械开关101熄弧开断，从而实现对该直流线路的开断，切断故障电流，保护直流输电系统。之后吸能支路30吸收直流系统中的能量对主断口支路10限压保护。