[发明专利]一种双向混合式中压直流负荷开关的控制方法

说明书

本发明公开了一种双向混合式中压直流负荷开关，包括主电流电路、关断支路、能量吸收支路及系统接入端J1、J2；主电流电路由真空开关单元及隔离开关单元串联构成；真空开关单元由真空开关模块VB1、VB2串联构成，隔离开关单元由机械隔离开关K构成；关断支路并联在真空开关单元的两端，由预充电电容器、控制开关模块及电感串联构成；能量吸收支路并联在预充电电容器和控制开关模块构成的串联支路两端，是由多个压敏电阻单元串并联构成的压敏电阻组件MOV。本发明具有长期通流损耗低、双向电流分断控制简单、内部环节少、分断可靠性高等显著优势。

技术领域

本发明专利属于中压开关器领域，具体涉及一种双向混合式中压直流负荷开关，以及其控制方法。

背景技术

中压直流负荷开关能够接通和分断中压直流系统中不大于额定电流水平的电流，是中压直流电力系统中能源调配和网络重构的关键设备。

由于直流不存在自然零点，且存在方向性的问题，中压直流系统中的开关大多是混合开关，分断过程中，需要判断直流电流的方向，然后触发不同的分断指令进行分断；开关中除了必须的人工过零及能量吸收支路，还要有电流传感器以便识别电流方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双向中压直流负荷开关及控制方法解决方案，通过优化拓扑结构，使得中压直流负荷开关分断不同方向电流时，采用相同的控制策略。该方案双向电流分断控制简单、内部环节少、分断可靠性高。

为了实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种双向混合式中压直流负荷开关，包括主电流电路、关断支路、能量吸收支路及系统接入端J1、J2；所述的主电流电路由真空开关单元及隔离开关单元串联构成；所述真空开关单元由真空开关模块VB1、VB2串联构成，真空开关模块VB1、VB2串联可大幅提升分断负载电流的可靠性，所述真空开关模块VB1、VB2采用快速机械操作机构，动作同步，分断速度远远大于隔离开关的分断速度；所述隔离开关单元由机械隔离开关构成，负荷开关整体的分断过程已经完成后，隔离开关K才能形成可见断口；所述的关断支路并联在真空开关单元的两端，由预充电电容器、控制开关模块及电感串联构成；所述的控制开关模块由开关T1、T2反向并联构成，通过开关T1和T2的反向并联，采用相同的控制方法实现正反向直流负载电流的分断，所述开关T1、T2采用真空触发开关或晶闸管开关；所述的能量吸收支路并联在预充电电容器和控制开关模块构成的串联支路两端，是由多个压敏电阻单元串并联构成的压敏电阻组件MOV。

一种双向混合式中压直流负荷开关的控制方法，包括以下步骤：

a），在正常工作阶段，主电流电路中的真空开关模块VB1、VB2和机械隔离开关处于闭合状态，承载主回路电流；

b），当负荷开关接收到分断命令后，真空开关模块VB1、VB2和机械隔离开关同时分断，主回路电流在真空开关模块VB1、VB2触头间形成电弧；

c），延时一段时间后，真空开关模块VB1、VB2达到最佳开距位置，此时导通开关，过零关断支路中预充电电容器放电，在真空开关模块VB1、VB2中制造一个脉冲电流；

d），再延时一段时间后，导通所述开关，完成分断过程。

进一步，当预充电电容器放电电流方向与所述真空开关模块VB1、VB2中载流方向相反时，导通开关T1形成的脉冲电流在真空开关模块VB1、VB2中制造人工零点，真空开关模块VB1、VB2完成分断，系统会对预充电电容器反向充电，达到压敏电阻组件MOV的开通值后，压敏电阻组件MOV导通吸收系统能量并限制过电压，最终使电流下降到零，机械隔离开关无载分断形成隔离断口，至此分断过程完成。