[发明专利]具有投入电流方向选择的电流注入式机械高压直流断路器

说明书

本发明涉及一种具有投入电流方向选择的电流注入式机械高压直流断路器，包括相互并联的高压真空断路器支路、电流转移支路和避雷器支路，所述的电流转移支路包括电容、电感、全桥式整流模块以及高压真空断路器支路电流检测控制模块，所述的全桥式整流模块的两个输入端之间通过电容和电感连接，两个输出端并联在高压真空断路器支路两端。与现有技术相比，本发明具有快速灭弧、开断等优点。

技术领域

本发明涉及机械式高压直流断路器领域，尤其是涉及一种具有投入电流方向选择的电流注入式机械高压直流断路器。

背景技术

机械式高压直流断路器的结构组成如图1所示。它包括三条支路：支路一由高压真空断路器组成，支路二为电流转移支路，是充电电容和电感串联形成高频电流的支路；支路三为避雷器支路。在支路一打开后高压真空断路器中开始燃弧，支路二的IGCT开关很快关合(一般时间差为毫秒级)，将高频电流冲入支路一，使得高压真空断路器中流过的是叠加有高频振荡电流的直流电流，高频振荡电流的电流幅值比直流电流大，因此支路一就有了电流过零点，支路一的机械断路器在电流过零时电弧熄灭。支路一所用的是快速真空断路器，它采用电磁斥力机构实现高速开断，采用真空灭弧室来开断叠加有直流电流的高频电流。真空灭弧室熄灭电弧时有时在第一个电流过零点处熄灭电弧，有时候在第二个、第三个甚至多个过零点后才能熄灭电弧。如果能够在第一个电流过零点处熄灭电弧那么就可以节省电流转移的时间。投入电流转移支路的方法有两种，如图2和图3所示。图2为同方向投入，即电流转移支路的电流与直流回路的电流同方向；图3为反方向投入，即电流转移支路的投入电流方向与原来直流回路电流方向相反。同方向投入电流转移支路时经常会出现需要多次电流过零点才能电弧熄灭，支路一开断。反方向投入电流转移支路时经常会出现只需要一次电流过零点支路一中的电弧就熄灭，支路一开断。在大量的试验中发现使用图2所示的同方向投入方法时，支路一的高压真空断路器打开后经过多个燃弧半波才能熄灭电弧的概率远远高于图3所示的反方向投入电流转移支路时多个电流过零点才熄灭电弧的概率，即使用图3所示的反方向投入转移电流法能够更加容易使得支路一的电流在第一个电流过零点就熄灭。

高压直流断路器作为直流联网形成直流系统的重要开断设备，在系统中出现短路时流过支路一的高压真空断路器的电流方向可以是图2所示的方向，也可以是图6所示的方向，短路时流过高压真空断路器的具体方向与当时短路点有关。机械式高压直流断路器配备的电流转移支路只有一条，转移支路中的电容器数量很多，体积庞大因此目前只有一条转移支路来为无论图2还是图4所示的支路一中的直流电流提供人为电流过零点。但是当支路一中的电流如图2所示时高压真空断路器中流过的电流不仅时间长而且电弧在第一个过零点处常常不能熄灭。因此最佳的为高压真空断路器创造的过零点应该是无论高压真空断路器中流过的电流是图2所示还是图4所示的方向转移支路总能够提供的电流总是和高压真空断路器的短路电流相反。而目前的唯一的一条体积庞大又非常昂贵的充电电容和电感回路是无法达到这个要求的。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有投入电流方向选择的电流注入式机械高压直流断路器。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种具有投入电流方向选择的电流注入式机械高压直流断路器，包括相互并联的高压真空断路器支路、电流转移支路和避雷器支路，所述的电流转移支路包括电容、电感、全桥式整流模块以及高压真空断路器支路电流检测控制模块，所述的全桥式整流模块的两个输入端之间通过电容和电感连接，两个输出端并联在高压真空断路器支路两端。

所述的高压真空断路器支路电流检测控制模块包括用以控制全桥式整流模块内晶闸管开断的控制控制器以及用以检测高压真空断路器支路中短路电流大小和方向的光电式直流电流互感器。