[实用新型]并联型断路器

说明书

技术领域

本实用新型属于高压大容量断路器装置，特别涉及一种利用耦合电感的大容量断路器，能自动均流/限流，实现多个灭弧室的并联运行。

背景技术

随着电力系统联网的不断加强，系统的短路容量越来越大，甚至超过了高压断路器的额定开断电流。另外，当大容量发电机出现端口短路时，形成的短路电流也将超过目前的高压断路器的开断容量。据计算，三峡发电机组出现出线端短路时，短路电流可达300kA，而国内现有500kV断路器开断电流最大只能达到63kA，国外的真空断路器或六氟化硫断路器也只能达到80kA且价格昂贵，现有的开关装置已不能满足开断故障电流的要求。解决电力系统短路电流过大的问题可从两方面着手：一方面发展大容量断路器，另一方面发展短路电流限制装置。开发大容量的断路器灭弧室研究难度大，开发成本高、周期长，短期内难以解决现有系统的短路电流开断问题；国内外很多研究者把目光转向短路电流限制装置，而各种限流装置的发展一直处于理论研究阶段，离应用还有很长距离，目前系统中采用的限流措施只有串联电抗器，不能完全解决现有系统短路电流过大的问题，且带来功耗以及过电压等问题。

不同于上述解决办法的一种新思路是使用断路器的并联，使得两个或多个灭弧室分担短路电流。目前这方面的研究有通过串联电阻、电感实现真空断路器的并联运行以及大容量框架式自动开关触头并联，见陈轩恕等《真空断路器并联开断过程的实验研究》，高压电器，1998，05：33-37。由于真空电弧具有上升的伏安特性曲线，因此易于实现并联运行，然而真空断路器适用于35kV以下的配电系统中，而高压系统中普遍采用气体断路器。气体断路器中的电弧属于高气压电弧，具有下降的伏安特性。并联运行开断短路电流时，若两个灭弧室动作不一致，或由于其它扰动，造成一条灭弧室支路阻抗变大，而另一条支路阻抗相对较小。则电流向阻抗小的支路转移，电流越大电弧电阻越小，更促使电流向该支路转移，最后可能全部电流都由一条支路承担，而超过其开断极限；另一条支路电弧电流越来越小，也可能因为自能式灭弧室产气量不够造成开断失败。可见高气压灭弧室不能直接并联运行。一种方案利用串联电感、电阻，实现多触头并联开断，见陈谦《大容量框架式自动开关触头灭弧系统的设计问题》，低压电器，1982，06：24-26。该方案利用增大电感值保证各支路在触头分开时都能起弧以及在电流过零前电弧能稳定燃烧，串联电感起均流作用，实现断路器多触头并联运行。但要实现上述均流作用，串联电感不可能太小，系统正常运行时串联电感会带来很大的功耗。

发明内容

本实用新型提供一种并联型断路器，其目的在于能够自动均流、限流，从而实现多个灭弧室的并联运行。

本实用新型的一种并联型断路器，由2～4条支路并联组成，每条支路包括串联的电感线圈和开关灭弧室，其特征在于：所述电感线圈绕在公共铁心上构成耦合电感线圈，每条支路的电感线圈匝数相等，系统电流分别流入2～4条支路的电感线圈以及与其串联的灭弧室，各条支路的电感线圈与其它支路的电感线圈在铁心的各磁路中产生的磁通两两相反；所述每条支路的灭弧室都为大容量的气体灭弧室，并联的2～4个灭弧室使用由同一套系统控制的并联灭弧室装置，或者使用分离的2～4台断路器并联。

所述的一种并联型断路器，其特征在于：其由2条支路并联组成，每条支路的电感线圈绕在公共的“口”字形铁心上，相当于变比为1的变压器的原副边，系统电流由非同名端流入两个电感线圈。

所述的一种并联型断路器，其特征在于：其由3条支路并联组成，公共铁心采用带有3个铁心柱结构的铁心；每条支路包括两个串联的电感线圈，各电感线圈匝数相等，每条支路的两个电感线圈分别绕于不同的铁心柱上，绕行方向相反；绕在同一铁心柱上的两个电感线圈中，支路电流分别从电感两线圈的非同名端流入。

所述的一种并联型断路器，其特征在于：其由4条支路并联组成，公共铁心采用带有4个铁心柱结构的铁心；每条支路包括两个串联的电感线圈，每条支路的两个电感线圈分别绕于不同的铁心柱上，各支路电感线圈匝数相等；同一支路中两串联电感线圈的绕行方向相反，且同一铁心柱上的两电感线圈绕行方向相反，当各支路电流相等时，各铁心柱上的两个电感线圈产生的合成磁通为零。