[发明专利]一种高压直流断路器的供能系统

说明书

本发明提供了一种高压直流断路器的供能系统，供能系统包括依次连接的交流电源、级联的送能变压器和级联的层间隔离变压器，还包括低压调载变压器；层间隔离变压器的一次侧或二次侧与低压调载变压器的一次侧连接，低压调载变压器的二次侧用于通过送能电缆与高压直流断路器的取能设备连接；送能变压器一次侧连接有第一无功补偿装置，层间隔离变压器二次侧与低压调载变压器之间连接有第二无功补偿装置。通过设置无功补偿装置，可灵活的调节系统中的无功消耗，解决了供能变压器本身励磁产生的损耗和无功消耗的分量，提高了供能变压器的功率因数，降低了设备的制造成本以及体积。

技术领域

本发明属于电力系统的高压直流断路器技术领域，特别涉及一种高压直流断路器的供能系统。

背景技术

混合式高压直流断路器一般由快速机械开关和主支路电子开关组成的通流支路，并联电子式的转移支路，以及能量吸收回路组成。利用IGBT的双向快速开关特性，迅速的完成故障电流的转移和消耗。本发明涉及的高压直流断路器是指包含大功率电子开关的混合式高压直流断路器。

高压直流断路器是保障直流输电系统安全运行的主要设备，由于高压直流断路器闭合时端电压非常低，所以高压直流断路器无法实现自取能的方法提供供电电源。目前国际通用的外部供能技术有两种，一种是光电耦合技术，通过激光将能量传输到高电位，然后转换为直流断路器中IGBT的触发电源。一种是通过高压隔离电源给高电位的IGBT提供触发电源。目前考虑到实际工程应用的制造成本，在高压直流断路器中广泛采取后者供能方式。在高压直流断路器供电上，功率因数是衡量变压器效率高低的一个重要系数。功率因数低，用于交变磁场转换的无功功率大，从而降低了设备的利用率，增加了损耗和设备的容量。在之前的供能变压器产品设计和工程应用中，由于直流断路器产品电压等级低，供能变压器容量小，现有产品技术和容量均可以直接使用，不需要增加无功补偿装置；但是随着直流断路器的电压等级提高，对取能电源的容量逐渐提升，供能变压器的制造成本、体积和占地面积等与容量相比成非线性增加。功率因数低使供能设备的容量低、体积大、制造成本高，造成高压直流断路器供电的一大难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压直流断路器的供能系统，用于解决现有技术中高压直流断路器的供能系统的功率因数比较低造成设备体积大、制造成本高的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种高压直流断路器的供能系统，所述供能系统包括依次连接的交流电源、级联的送能变压器和级联的层间隔离变压器，还包括低压调载变压器；所述层间隔离变压器的一次侧或二次侧与所述低压调载变压器的一次侧连接，所述低压调载变压器的二次侧用于通过送能电缆与高压直流断路器的用电设备连接；所述送能变压器一次侧连接有第一无功补偿装置，所述层间隔离变压器二次侧与低压调载变压器之间连接有第二无功补偿装置。

进一步地，所述供能系统还包括UPS电源、级联的送能变压器和级联的层间隔离变压器，还包括低压调载变压器；所述层间隔离变压器的一次侧或二次侧与所述低压调载变压器的一次侧连接，所述低压调载变压器的二次侧用于通过送能电缆与高压直流断路器的取能设备连接，其中，所述交流电源与所述UPS电源并联设置。

进一步地，所述第一无功补偿装置的容量是固定的，所述第二无功补偿装置的容量根据阀层负载的容量来调节。

进一步地，所述交流电源与对应的送能变压器之间串设有第一开关，所述UPS电源与对应的送能变压器之间串设有第二开关。

进一步地，当交流电源和UPS电源正常运行工况下，通过控制所述第一开关和第二开关中的至少一个开关闭合，由对应的供电电源为高压直流断路器供电。

进一步地，所述交流电源的输出端和UPS电源的输出端之间还连接有第三开关。

进一步地，在交流电源故障状况下，控制第二开关闭合，或控制第一开关和第三开关都闭合为高压直流断路器供电。