[发明专利]一种基于RC辅助支路的机械式直流断路器及其操控方法

说明书

本发明涉及一种基于RC辅助支路的机械式直流断路器及其操控方法，该机械式直流断路器包括：主开关支路、RC辅助支路、MOV吸能限压支路、限制短路电流上升率的限流电感L以及用于切断剩余电流的辅助断路器BCB。其操控方法为：当直流系统发生短路故障时，投入一个预充电的RC辅助支路为主支路提供一个瞬时很大的反向补偿电流，使其过零分断，所投入的RC支路在经过一个反向充电过程后其电流降为零，实现自然分断。具有结构简单，动作可靠，成本低的优点。

技术领域

本发明属于直流断路器技术领域，特别涉及一种基于RC辅助支路的机械式直流断路器及其操控方法。

背景技术

随着有效的远程能源传输、可再生资源的整合和可靠的电力供应需求的不断增长，直流系统在现代电力系统中的地位越来越重要。而制约直流系统发展的一个主要难题是直流故障的快速切除。现有技术中，有一种利用预充电的LC振荡产生反向电流来使主支路电流过零分断的方案，但由于电感L的存在，不能瞬间产生很大的反向电流，从而致使主支路电流不能瞬间过零。针对直流断路器所面临的以上问题，本发明设计了一种基于RC辅助支路的机械式直流断路器及其操控方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单，动作可靠，成本低，能够对直流输电系统中出现的短路电流进行快速、有效关断的基于RC辅助支路的机械式直流断路器；并提供其操控方法。

实现本发明目的之一采用的技术方案是，一种基于RC辅助支路的机械式直流断路器，其特征是：它包括：主开关支路、RC辅助支路、MOV吸能限压支路、限流电感L、辅助断路器BCB和预充电电阻R_X，其中，所述主开关支路为主断路器VCB；所述RC辅助支路由电阻R、预充电电容C以及快速导通开关S₁串联构成；所述MOV吸能限压支路为避雷器MOV；所述主开关支路、所述RC辅助支路和所述MOV吸能限压支路相互并联构成拓扑结构。

实现本发明目的之二采用的技术方案是，一种基于RC辅助支路的机械式直流断路器的操控方法，其特征是：它包括的内容有：

1)正常运行时，主断路器VCB和辅助断路器BCB处于闭合状态，快速导通开关S₁处于断开状态，电流流经主断路器VCB，通态损耗小，同时为预充电电容C预充电；

2)发生短路故障时，流过主开关支路的电流开始上升，当电流上升到基于RC辅助支路的机械式直流断路器动作值时，快速导通开关S₁快速导通，预充电电容C产生一个瞬时很大的反向电流注入主支路，使主支路电流过零分断；

3)故障电流流经RC辅助支路，预充电电容C放电，然后开始反向充电，经过一个反向充电过程后，其电流降为零，实现自然分断；

4)在预充电电容C反向充电过程中，预充电电容C两端电压会升高，从而使主断路器VCB两端电压升高，当主断路器VCB两端电压增大至避雷器动作时，所述故障电流转移至所述MOV吸能限压支路并开始下降，以开断所述故障电流。

由于本发明的一种基于RC辅助支路的机械式直流断路器，采用主开关支路、RC辅助支路、MOV吸能限压支路、限流电感L、辅助断路器BCB和预充电电阻R_X，其中，所述主开关支路为主断路器VCB；所述RC辅助支路由电阻R、预充电电容C以及快速导通开关S₁串联构成；所述MOV吸能限压支路为避雷器MOV；所述主开关支路、所述RC辅助支路和所述MOV吸能限压支路相互并联构成拓扑结构。具有结构简单，动作可靠，成本低等优点。其操控方法有效的解决了现有直流断路器存在的直流电流无过零点，灭弧困难；直流回路电感很大、并且灭弧时的直流电流大，需要由直流断路器吸收能量大；过电压高等问题，能够实现对直流输电系统中出现的短路电流进行快速、有效的关断操控。

附图说明

图1是本发明的一种基于RC辅助支路的机械式直流断路器拓扑结构示意图；