[发明专利]一种机械式直流断路器自适应重合闸方法及控制器

权利要求书

1.一种机械式直流断路器自适应重合闸方法，其特征在于：

包括机械式直流断路器，所述机械式直流断路器包括隔离开关RB1、隔离开关RB2、隔离开关RB3、耦合电感L、耦合电感L’、电容C、电容C’、电阻R1、电阻R2、电阻R3、开关S’、开关S1、开关S2、快速机械开关MS、避雷器和预充电电路；所述隔离开关RB1、所述快速机械开关MS、所述隔离开关RB2、所述隔离开关RB3依次串联；所述避雷器与所述快速机械开关MS并联；所述耦合电感L和所述电容C组成串联支路后与所述快速机械开关MS并联；所述开关S1和所述电阻R1串联后与所述电容C并联，所述开关S2和所述电阻R2串联后与所述电容C并联；所述电阻R3和所述隔离开关RB3并联；所述预充电电路和所述电容C’并联，所述电容C’、 所述耦合电感L’和所述开关S’组成串联回路；

方法包括以下步骤：

步骤1、闭合开关S2，使电容C通过电阻R2放电，电容C电压下降为uc0时，断开开关S2；

步骤2、等待故障线路去游离；在此期间，隔离开关RB1、隔离开关RB2、快速机械开关MS、开关S1、开关S2和开关S’处于关断状态，隔离开关RB3处于闭合状态；

步骤3、线路完成去游离后，闭合隔离开关RB1、隔离开关RB2，直流电网通过电感L和电容C组成的串联支路向故障线路充电；

步骤4、在预设的∆tth时间内，如果电容C电压增量∆uc的低通滤波值∆ucf超过门槛值∆uth，则判断线路发生永久性故障，执行步骤5；如果∆ucf始终小于∆uth，则判断线路发生瞬时性故障，执行步骤6—9；

步骤5、打开隔离开关RB2，将故障线路隔离，并等待下一次重合闸；

步骤6、打开隔离开关RB2和隔离开关RB3，闭合开关S1，电容C通过电阻R1迅速放电至0电压；

步骤7、电容C完成放电后，断开开关S1；

步骤8、闭合隔离开关RB1、隔离开关RB2和快速机械开关MS，直流电网通过电阻R3向故障线路充电；闭合开关S’,电容C’被充电至预设电压；

步骤9、故障线路充电至系统电压后，闭合隔离开关RB3将电阻R3旁路，直流断路器完成重合闸。

2.根据权利要求1所述的机械式直流断路器自适应重合闸方法，其特征在于，所述电容C电压增量∆uc的计算方法为：

（1）

其中，∆uc(t)为∆uc在时刻t的取值，uc(t)为电容电压uc在时刻t的取值，uc(t0)为电容电压在开始重合闸时刻的取值。

3.根据权利要求1所述的机械式直流断路器自适应重合闸方法，其特征在于，所述∆uth和uc0的选取方法为：

1）使直流断路器重合闸于最轻微的永久性故障，在重合闸后的∆tth时刻，电容C的电压增量低通滤波值记做∆umin，且满足如下关系：

（2）

其中us为系统额定电压，∆u=(us-uc0)，k2=∆umin/∆u；

2）使直流断路器重合闸于瞬时性故障，记整条线路的对地等值电容为Cline,电容C和线路等值电容共同分担系统电压，电容电压增量的低通滤波值等于电容电压增量的稳态值∆ucs：

（3）

其中k1=Cline/(C+Cline)；

3）直流断路器重合闸于瞬时性故障时，∆ucs要小于∆uth并保留安全裕度umar：

（4）

结合式（2）、（3）、（4），可得

（5）

则uc0的选取原则为：

（6）

选取∆tth后，根据参数计算得到k1和k2的取值，代入式（6）得到uc0的取值范围，随后根据式（2）和式（4）得到∆uth的取值范围。