專利名稱：一種直流斷路器電流分斷試驗裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于直流輸電領域，具體講涉及一種直流斷路器電流分斷試驗裝置。
背景技術：
直流斷路器是直流場設備中非常重要的和必不可少的設備。我國直流斷路器，長期依賴進口，國外廠家更是對其關鍵技術進行技術封鎖，限制了我國直流斷路器研發(fā)水平的發(fā)展。國內直流斷路器的試驗能力不足也成為影響其研制的重要因素。由于直流斷路器未能國產化，其極高采購成本，制約了我國直流場系統(tǒng)集成國產化的能力。基于以上現(xiàn)狀， 直流斷路器的自主研發(fā)對我國直流輸電技術的發(fā)展具有巨大的作用。直流斷路器試驗能力的建設對直流斷路器的自主研發(fā)具有重要的指導意義，試驗能力應能等效該類型直流斷路器的實際運行條件，并能快速釋放能量。其中包括LC低頻振動產生直流分斷電流；直流斷路器斷口分斷后，電感中存儲的能量給直流斷路器中的電容器充電，導致電容器上的電壓迅速上升，從而在斷口兩端產生恢復過電壓；電流分段后，試驗回路中泄能保護支路通過LC振蕩快速消耗試驗回路中的剩余能量。由于在整個試驗回路中，需要多次用到不同L值的電感，直流斷路器電流分斷實驗回路中的分段電感，會影響整個試驗回路的設計，且對試驗值與真實值的吻合產生影響。因此，合理布置不同L值的電感會降低試驗成本和提高試驗可靠性。

實用新型內容本實用新型的目的在于提出一種直流斷路器電流分斷試驗裝置，試驗裝置可以較好的等效相同類型直流斷路器的實際運行情況，并能快速釋放能量，試驗裝置能夠為直流斷路器的研制提供依據(jù)。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型采取的技術方案為一種直流斷路器電流分斷試驗裝置，其改進之處在于所述試驗裝置包括充電裝置，電感L、保護電路和試品電路；所述電感L包括分段電感L1和分段電感L2,所述保護電路包括串聯(lián)的保護電路斷路器BP和泄能電阻R，試品電路包括試品電路斷路器BT1和BT2、電感Ls、電容Cs和避雷器MOV。其中所述試品電路中，試品電路斷路器BT1和BT2串聯(lián)支路、電感Ls和電容Cs串聯(lián)支路和避雷器MOV支路并聯(lián)。其中所述充電裝置包括整流器、變壓器、連接于所述整流器直流輸出端的充電開關、與充電開關串聯(lián)的電容器組、接地電阻和接地開關，所述接地電阻和接地開關串聯(lián)后與所述電容器組并聯(lián)。其中所述試品電路與分段電感L2串聯(lián)后與所述保護電路并聯(lián)，再與所述分段電感！^串聯(lián)組成斷路器試驗回路。本實用新型的有益效果是1、試驗裝置中分斷電感的使用，即簡化了試驗回路的設計，又節(jié)約了設計成本；[0012]2、整個試驗周期內的振蕩電流都非常平緩，近似于直流電流，恢復電壓的上升率、 幅值均與實際運行工況基本相同，試驗等效性好；3、試驗裝置簡單，設計可靠，試驗過程中保護電路能及時有效的保護試品電路，延長試驗裝置使用壽命，成本經(jīng)濟。

[0014]
以下結合附圖對本實用新型進行進一步說明。[0015]圖1是直流斷路器原理圖；[0016]圖2是直流斷路器試驗回路；[0017]圖3是直流斷路器充電裝置示意圖；[0018]其中M0V為氧化鋅避雷器；[0019]L為輔助回路電感；[0020]C為輔助回路電容；[0021]R為線路電阻；[0022]B為直流斷路器斷口；[0023]Lp L2為分段電感;[0024]BP為保護電路斷路器斷口 ；[0025]BT1、BT2為試品斷路器斷口，兩斷口同時動作[0026]Ls為試品回路電感；[0027]Cs為試品回路電容。
具體實施方式
本實用新型公開了一種直流斷路器電流分斷試驗裝置，試驗裝置中合理布置充電裝置、分段電感和保護電路，使得試驗裝置模擬數(shù)據(jù)可靠。試驗裝置中由于使用分段電感， 可以實現(xiàn)以下功能通過LC低頻振動模擬直流電流的產生。首先通過恒流充電裝置給電容器組C充電，然后接通電容器組C和整段大電感L回路，產生低頻振蕩電流，由于低頻振蕩電流頻率很低，振蕩周期大于20倍的直流斷路器分斷時間，而且直流開斷過程一般選在低頻振蕩電流峰值附近，這段時間內低頻電流變化很小。因此，對于直流開斷過程來說，低頻振蕩電流可以近似等效直流電流。通過調整電容器組C充電電壓的大小可以調節(jié)直流電流的幅值。通過電感L上存儲的能量轉換產生試品斷路器BTl和BT2斷口兩端的恢復過電壓。在直流斷路器分斷后，由于電感L上儲存的能量迅速向直流斷路器中的電容Cs充電， 導致電容Cs上電壓迅速上升，上升到避雷器MOV動作電壓時，避雷器動作，達到模擬實際運行條件下直流斷路器熄弧后承受恢復過電壓的過程。電流分段后，試驗回路中泄能保護支路通過較高速的LC振蕩快速消耗試驗回路中的剩余能量。該泄能保護電路由一臺交流斷路器BP和泄能電阻R連接分段電感的Ll段組成。當試驗過程中的任意環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題時，閉合保護電路中的斷路器，使得此保護電路接入，整個試驗回路中的電流通過此保護電路接地，能量通過電感Ll和電容器組C的振蕩及泄能電阻R吸收；當直流斷路器電流分斷試驗正常進行時，試品開關分閘后，通過預先設定的時間間隔，閉合保護電路的斷路器BP，此時保護電路的作用包括1、試品開關未能成功分斷電流，保護電路路防止試品開關長時間燃弧而損壞開關觸頭；2、試品開關成功分斷電流，保護電路使得試驗回路接地，能量通過電流振蕩的形式轉換成泄能電阻的熱效應釋放。 所以，在電流分斷試驗的任何試驗工況中，泄能保護電路都能夠對整個試驗回路起到及時有效保護作用。下面結合直流斷路器試驗回路，如附圖2所示，詳細敘述試驗裝置的使用首先斷開直流斷路器的斷口支路，連接恒流充電裝置和電容器組C，用恒流充電裝置給電容器組C充電，達到電容器組C額定電壓后，斷開電容器組C與恒流充電裝置的連接，閉合直流斷路器的斷口支路，即閉合BT1和BT2 ；電容C、電感L及直流斷路器斷口支路形成回路，電容C與電感L低頻振蕩產生正弦電流，在電流到達四分之一周期附近時，電流非常平緩，可以模擬直流電流源。直流電流流過閉合的直流斷路器，當達到分斷電流峰值時，直流斷路器分閘，即斷開BT1和BT2,當直流斷路器斷口熄弧后，由于電感L上儲存了大量的能量，迅速向直流斷路器中的電容Cs充電，電容Cs上電壓迅速上升，當恢復電壓上升到避雷器MOV動作電壓時， 避雷器MOV動作。達到模擬實際運行條件下直流斷路器熄弧后承受恢復過電壓的過程。泄能保護電路的一次電路為由一臺交流斷路器BP和泄能電阻R連接分段電感的 Ll段組成。二次控制設計為將泄能保護電路的控制信號線分別連接到試驗系統(tǒng)控制界面和控制臺的試驗急停按鈕。試驗異常時，按下控制臺的急停按鈕，泄能保護電路接入試驗回路中，使得整個試驗回路接地；試驗正常進行時，首先設置從試品開關分閘動作到保護電路中斷路器合閘的時間間隔，此時間間隔以略大于試品開關的正常燃弧時間為宜，啟動自動控制時序，泄能保護電路在經(jīng)過預先設定時間段后接入主試驗回路。電容器組恒流充電裝置通過三相晶間管整流器把從變壓器接入的三相電源進行整流，通過調節(jié)晶閘管觸發(fā)角的大小來改變輸出充電直流電流的大??；電容器組恒流充電原理如圖3所示，通過閉環(huán)反饋的方式完成充電電流值的自動調節(jié)和三相對稱性的調整； 達到充電預定值后，通過充電開關斷開電源與電容器組之間的連接，保護充電裝置不受其他實驗環(huán)節(jié)的影響；實驗結束后，通過接地開關和接地電阻完成電容器組剩余能量的泄放。充電裝置電路為三相變壓器連接整流器的電氣連接。為電容器組充電時，首先設置最大允許充電電流值，設置電容器組充電目標電壓值，閉合整流器直流輸出端的充電開關為電容器組充電，待充電電壓達到預定值后，斷開電源與電容器組之間的充電開關，電容器組能量存儲完畢，進入直流斷路器實驗階段。直流斷路器實驗完成后，接通電容器組的接地開關，剩余能量通過接地電阻泄放。此處已經(jīng)根據(jù)特定的示例性實施例對本實用新型進行了描述。對本領域的技術人員來說在不脫離本實用新型的范圍下進行適當?shù)奶鎿Q或修改將是顯而易見的。示例性的實施例僅僅是例證性的，而不是對本實用新型的范圍的限制，本實用新型的范圍由所附的權利要求定義。
權利要求1.一種直流斷路器電流分斷試驗裝置，其特征在于所述試驗裝置包括充電裝置，電感 L、保護電路和試品電路；所述電感L包括分段電感L1和分段電感L2,所述保護電路包括串聯(lián)的保護電路斷路器BP和泄能電阻R，試品電路包括試品電路斷路器BT1和BT2、電感Ls、電容Cs和避雷器MOV。
2.如權利要求1所述的一種直流斷路器電流分斷試驗裝置，其特征在于所述試品電路中，試品電路斷路器BT1和BT2串聯(lián)支路、電感Ls和電容Cs串聯(lián)支路和避雷器MOV支路并聯(lián)。
3.如權利要求1所述的一種直流斷路器電流分斷試驗裝置，其特征在于所述充電裝置包括整流器、變壓器、連接于所述整流器直流輸出端的充電開關、與充電開關串聯(lián)的電容器組、接地電阻和接地開關，所述接地電阻和接地開關串聯(lián)后與所述電容器組并聯(lián)。
4.如權利要求1所述的一種直流斷路器電流分斷試驗裝置，其特征在于所述試品電路與分段電感L2串聯(lián)后與所述保護電路并聯(lián)，再與所述分段電感L1串聯(lián)組成斷路器試驗回路。
專利摘要本實用新型提供了一種直流斷路器電流分斷試驗裝置，試驗裝置包括恒流充電裝置、充電開關、電容器組，電感L、保護電路和試品電路，其中保護電路包括依次串聯(lián)的分段電感L1、保護電路斷路器BP和泄能電阻R，試品電路包括試品電路斷路器BT1和BT2、電感Ls、電容Cs和避雷器MOV，保護電路在電流分段試驗的任意試驗工況中，均能對整個試驗回路起到及時和有效的保護。本實用新型所述試驗裝置中分斷電感的使用，即簡化了試驗回路的設計，又節(jié)約了設計成本；整個試驗周期內的振蕩電流都非常平緩，近似于直流電流，恢復電壓的上升率、幅值均與實際運行工況基本相同，試驗等效性好；試驗裝置簡單，設計可靠，成本經(jīng)濟。
文檔編號G01R31/327GK202275145SQ20112037718
公開日2012年6月13日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權日2011年9月30日
發(fā)明者姚廣平, 張堃, 彭暢, 王秀環(huán), 趙東元, 馬國華 申請人:中國電力科學研究院