[发明专利]基于紧耦合空心电抗器的并联型断路器

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于紧耦合空心电抗器的并联型断路器，属于高压大容量断路器组 合装置领域。

背景技术

随着电力系统的高速发展，短路电流水平急剧增加，原有开关设备的遮断容量将不 能满足要求；同时，基于厂用电可靠性以及快速切除故障等要求，越来越多的发电厂考 虑装设发电机出口断路器(GCB)，但大型发电机出口短路电流大，国内GCB产品遮断 容量不满足要求，进口产品即使满足要求，但其价格极其昂贵，给发电机出口保护带来 障碍。

电力系统的短路电流也越来越大，尤其是500kV变电站短路电流急剧增加后，造成 变电站已装设备遮断容量不够。广东、福建两省电网远景的500kV短路电流将达到70kA， 220kV系统短路电流将可能超过80kA，这超出了国产最大遮断容量的断路器最大63kA 的开断能力。虽然国外已有开断能力超过100kA的断路器，但国际上生产此型号设备数 量少，售价必然高。

目前高电压等级的断路器多为气体断路器，解决短路电流过大的最直接方法莫过于 提高现有气体断路器的开断能力。但是，短时间内将气体断路器开断能力由现有常规的 63kA等级提高至数百千安，技术上存在很大困难。

断路器并联技术可以成倍提高断路器遮断容量。通过多个灭弧室并联方式提高断路 器分断能力，可以在现有条件下，成倍提高断路器的载流能力和短路电流分断能力，因 此是一种可行的方案。但是，直接将断路器并联存在操作的不同期问题，仍然不能解决 短路电流过大的问题；用同步保持装置实现断路器并联不仅同步可靠性低，且造价很高， 因此到目前为止没有得到推广；采用直接串联电感的并联方式虽可以保证较好的均流效 果，但电感会增大正常运行阻抗，大大降低线路输送能力，且会提高使用成本。因此上 述并联方案可靠性差，不能满足并联开断的要求。

中国专利200710052947.7“并联型断路器”虽然提及了断路器的并联技术，但仅 局限于一种概念性的设计，且其电抗器部件局限于铁心式电抗器，工作时存在饱和、发 热等铁心电抗器的固有缺点。

中国专利200810197118.2“空心耦合电抗器”虽然具有并联断路器部件——耦合 电抗器的设计思想，但在具体结构中未考虑散热，在实际运行中必然导致严重的后果， 因而不具有可行性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于紧耦合空心电抗器的并联型断路器，该断路器利用 具有高耦合度、正常工作状态下能耗小的紧耦合空心电抗器，结合断路器使用，能有效 实现电抗器的自动均流和限流功能，从而实现断路器真正意义上的并联，成倍增大断路 器承受额定电流以及短路电流的能力。

本发明的技术方案是：基于紧耦合空心电抗器的并联型断路器，其特征在于：由紧 耦合空心电抗器和并联断路器组成，其连接方式是：紧耦合空心电抗器两臂的电流输入 端在电抗器的同一侧，并短接，通过与接线板相焊接连入系统，两臂的电流输出端通过 与接线板相焊后分别与两台断路器连接，断路器的另一端短接并与系统连接，从而整个 基于紧耦合空心电抗器的并联断路器装置串联接入系统，紧耦合空心电抗器输出端接线 板用支柱绝缘子支撑，固定在预制的平台上。

如上所述的基于紧耦合空心电抗器的并联型断路器，其特征在于：并联断路器为高 压大容量气体灭弧室断路器，共两台，并联。

如上所述的基于紧耦合空心电抗器的并联型断路器，其特征在于：紧耦合空心电抗 器呈圆筒型，分别由接线板、支柱绝缘子和若干单层电感线圈构成。

如上所述的基于紧耦合空心电抗器的并联断型路器，其特征在于：所有单层电感线 圈由单根导线绕制或分裂导线并绕而成，分层排列，层间匝间均有绝缘，这些电感线圈 同轴安置，共有一个中心轴，且匝数相等，从而达到紧耦合的目的。

如上所述的基于紧耦合空心电抗器的并联型断路器，其特征在于：当电流流经所有 电感线圈时，相邻电感线圈中感应的磁场方向相反，所有感应出同向磁场方向的电感线 圈并联，相当于紧耦合空心电抗器的一臂，每一臂所有的单层电感线圈绕向相同，相互 并联联接。