[发明专利]多端直流输电系统的直流断路器

说明书

本申请涉及一种直流断路器，包括：变压器、第一开关、第二开关与信号采集模块，变压器的二次绕组与第一开关设置于输电线路，变压器的一次绕组通过第二开关连接交流电网，信号采集模块连接并采集一次绕组的第一电压、交流电网的第二电压与二次绕组的电流；在输电线路为正常运行状态时，第一开关闭合，第二开关断开；在输电线路为故障状态且第二电压与第一电压的差值满足关断阈值时，第二开关闭合，以及在电流降低并达到电流阈值时，第一开关与第二开关均断开，能将故障电流的能量转移至交流电网，且在故障初期就自动抑制故障电流，断开故障点的原理简单可靠，避免了采用多支路的并联结构以及避雷器等设备，降低了设备复杂度以及维护难度。

技术领域

本申请涉及多端直流输电技术领域，特别是涉及一种多端直流输电系统的直流断路器。

背景技术

高压直流断路器是多端直流输电系统和直流电网的重要设备，能按需要分断直流故障电流，隔离出现故障的直流线路和换流站，为直流电网的安全可靠稳定运行提供必要的保障。

现有的高压直流断路器在实现原理上均由稳态通流支路、电流转移支路及能量吸收支路并联组成，电流转移支路与稳态通流支路实现不同工况下直流电流的分断，能量吸收支路采用大量避雷器设备用以解决开断过程中产生的过电压耐受问题和高额能量吸收问题，以上三条支路并联的形式不仅结构复杂，维护也十分不便。

发明内容

基于此，有必要针对现有问题，提供一种没有复杂多支路结构的多端直流输电系统的直流断路器。

一种直流断路器，包括：变压器、第一开关、第二开关与信号采集模块，所述变压器的二次绕组与所述第一开关均设置于输电线路，所述变压器的一次绕组通过所述第二开关连接交流电网，所述信号采集模块连接并采集所述一次绕组的第一电压、所述交流电网的第二电压与所述二次绕组的电流；

在所述输电线路为正常运行状态时，所述第一开关闭合，所述第二开关断开；在所述输电线路为故障状态且所述第二电压与所述第一电压的差值满足关断阈值时，所述第二开关闭合，以及在所述电流降低并达到电流阈值时，所述第一开关与所述第二开关均断开。

在其中一个实施例中，所述信号采集模块包括电压采集模块与电流采集模块，所述电压采集模块分别连接所述第二开关的两端，所述电流采集模块连接所述二次绕组。

在其中一个实施例中，所述电流阈值为允许断开所述输电线路以消除故障的安全电流。

在其中一个实施例中，所述变压器包括铁芯、一次绕组与二次绕组，所述一次绕组与所述二次绕组均缠绕在所述铁芯上，所述一次绕组的输入端连接所述交流电网，所述一次绕组的输出端通过所述第二开关连接所述交流电网，所述二次绕组与所述第一开关串联后接入所述输电线路。

在其中一个实施例中，所述第一开关为第一交流接触器，所述第一交流接触器的线圈连接控制模块，所述第一交流接触器的触头设置于所述输电线路。

在其中一个实施例中，所述第二开关为第二交流接触器，所述第二交流接触器的线圈连接所述控制模块，所述第二交流接触器的触头的一端连接所述变压器的一次绕组，所述第二交流接触器的触头的另一端连接所述交流电网。

一种多端直流输电系统，包括上述任意一项中所述的直流断路器。

在其中一个实施例中，上述多端直流输电系统还包括控制模块和输电线路，所述控制模块连接所述直流断路器，所述直流断路器设置于所述输电线路。

在其中一个实施例中，上述多端直流输电系统还包括换流站，所述换流站的输入端连接交流电网，所述换流站的输出端通过所述输电线路连接直流电网。