CN202275145U - 一种直流断路器电流分断试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种直流断路器电流分断试验装置，试验装置包括恒流充电装置、充电开关、电容器组，电感L、保护电路和试品电路，其中保护电路包括依次串联的分段电感L1、保护电路断路器BP和泄能电阻R，试品电路包括试品电路断路器BT1和BT2、电感Ls、电容Cs和避雷器MOV，保护电路在电流分段试验的任意试验工况中，均能对整个试验回路起到及时和有效的保护。本实用新型所述试验装置中分断电感的使用，即简化了试验回路的设计，又节约了设计成本；整个试验周期内的振荡电流都非常平缓，近似于直流电流，恢复电压的上升率、幅值均与实际运行工况基本相同，试验等效性好；试验装置简单，设计可靠，成本经济。
Description
技术领域
本实用新型属于直流输电领域，具体讲涉及一种直流断路器电流分断试验装置。
背景技术
直流断路器是直流场设备中非常重要的和必不可少的设备。我国直流断路器，长期依赖进口，国外厂家更是对其关键技术进行技术封锁，限制了我国直流断路器研发水平的发展。国内直流断路器的试验能力不足也成为影响其研制的重要因素。由于直流断路器未能国产化，其极高采购成本，制约了我国直流场***集成国产化的能力。基于以上现状，直流断路器的自主研发对我国直流输电技术的发展具有巨大的作用。
直流断路器试验能力的建设对直流断路器的自主研发具有重要的指导意义，试验能力应能等效该类型直流断路器的实际运行条件，并能快速释放能量。其中包括LC低频振动产生直流分断电流；直流断路器断口分断后，电感中存储的能量给直流断路器中的电容器充电，导致电容器上的电压迅速上升，从而在断口两端产生恢复过电压；电流分段后，试验回路中泄能保护支路通过LC振荡快速消耗试验回路中的剩余能量。由于在整个试验回路中，需要多次用到不同L值的电感，直流断路器电流分断实验回路中的分段电感，会影响整个试验回路的设计，且对试验值与真实值的吻合产生影响。因此，合理布置不同L值的电感会降低试验成本和提高试验可靠性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出一种直流断路器电流分断试验装置，试验装置可以较好的等效相同类型直流断路器的实际运行情况，并能快速释放能量，试验装置能够为直流断路器的研制提供依据。
为实现上述发明目的，本实用新型采取的技术方案为：
一种直流断路器电流分断试验装置，其改进之处在于所述试验装置包括充电装置，电感L、保护电路和试品电路；所述电感L包括分段电感L1和分段电感L2，所述保护电路包括串联的保护电路断路器BP和泄能电阻R，试品电路包括试品电路断路器BT1和BT2、电感Ls、电容Cs和避雷器MOV。
其中：所述试品电路中，试品电路断路器BT1和BT2串联支路、电感Ls和电容Cs串联支路和避雷器MOV支路并联。
其中：所述充电装置包括整流器、变压器、连接于所述整流器直流输出端的充电开关、与充电开关串联的电容器组、接地电阻和接地开关，所述接地电阻和接地开关串联后与所述电容器组并联。
其中：所述试品电路与分段电感L2串联后与所述保护电路并联，再与所述分段电感L1串联组成断路器试验回路。
本实用新型的有益效果是：
1、试验装置中分断电感的使用，即简化了试验回路的设计，又节约了设计成本；
2、整个试验周期内的振荡电流都非常平缓，近似于直流电流，恢复电压的上升率、幅值均与实际运行工况基本相同，试验等效性好；
3、试验装置简单，设计可靠，试验过程中保护电路能及时有效的保护试品电路，延长试验装置使用寿命，成本经济。
附图说明
下面结合附图对本实用新型进行进一步说明。
图1是直流断路器原理图；
图2是直流断路器试验回路；
图3是直流断路器充电装置示意图；
其中：MOV为氧化锌避雷器；
L为辅助回路电感；
C为辅助回路电容；
R为线路电阻；
B为直流断路器断口；
L1、L2为分段电感；
BP为保护电路断路器断口；
BT1、BT2为试品断路器断口，两断口同时动作；
Ls为试品回路电感；
Cs为试品回路电容。
具体实施方式
本实用新型公开了一种直流断路器电流分断试验装置，试验装置中合理布置充电装置、分段电感和保护电路，使得试验装置模拟数据可靠。试验装置中由于使用分段电感，可以实现以下功能：
通过LC低频振动模拟直流电流的产生。首先通过恒流充电装置给电容器组C充电，然后接通电容器组C和整段大电感L回路，产生低频振荡电流，由于低频振荡电流频率很低，振荡周期大于20倍的直流断路器分断时间，而且直流开断过程一般选在低频振荡电流峰值附近，这段时间内低频电流变化很小。因此，对于直流开断过程来说，低频振荡电流可以近似等效直流电流。通过调整电容器组C充电电压的大小可以调节直流电流的幅值。
通过电感L上存储的能量转换产生试品断路器BT1和BT2断口两端的恢复过电压。在直流断路器分断后，由于电感L上储存的能量迅速向直流断路器中的电容Cs充电，导致电容Cs上电压迅速上升，上升到避雷器MOV动作电压时，避雷器动作，达到模拟实际运行条件下直流断路器熄弧后承受恢复过电压的过程。
电流分段后，试验回路中泄能保护支路通过较高速的LC振荡快速消耗试验回路中的剩余能量。该泄能保护电路由一台交流断路器BP和泄能电阻R连接分段电感的L1段组成。当试验过程中的任意环节出现问题时，闭合保护电路中的断路器，使得此保护电路接入，整个试验回路中的电流通过此保护电路接地，能量通过电感L1和电容器组C的振荡及泄能电阻R吸收；当直流断路器电流分断试验正常进行时，试品开关分闸后，通过预先设定的时间间隔，闭合保护电路的断路器BP，此时保护电路的作用包括：1、试品开关未能成功分断电流，保护电路路防止试品开关长时间燃弧而损坏开关触头；2、试品开关成功分断电流，保护电路使得试验回路接地，能量通过电流振荡的形式转换成泄能电阻的热效应释放。所以，在电流分断试验的任何试验工况中，泄能保护电路都能够对整个试验回路起到及时有效保护作用。
下面结合直流断路器试验回路，如附图2所示，详细叙述试验装置的使用：
首先断开直流断路器的断口支路，连接恒流充电装置和电容器组C，用恒流充电装置给电容器组C充电，达到电容器组C额定电压后，断开电容器组C与恒流充电装置的连接，闭合直流断路器的断口支路，即闭合BT1和BT2；电容C、电感L及直流断路器断口支路形成回路，电容C与电感L低频振荡产生正弦电流，在电流到达四分之一周期附近时，电流非常平缓，可以模拟直流电流源。
直流电流流过闭合的直流断路器，当达到分断电流峰值时，直流断路器分闸，即断开BT1和BT2，当直流断路器断口熄弧后，由于电感L上储存了大量的能量，迅速向直流断路器中的电容Cs充电，电容Cs上电压迅速上升，当恢复电压上升到避雷器MOV动作电压时，避雷器MOV动作。达到模拟实际运行条件下直流断路器熄弧后承受恢复过电压的过程。
泄能保护电路的一次电路为由一台交流断路器BP和泄能电阻R连接分段电感的L1段组成。二次控制设计为：将泄能保护电路的控制信号线分别连接到试验***控制界面和控制台的试验急停按钮。试验异常时，按下控制台的急停按钮，泄能保护电路接入试验回路中，使得整个试验回路接地；试验正常进行时，首先设置从试品开关分闸动作到保护电路中断路器合闸的时间间隔，此时间间隔以略大于试品开关的正常燃弧时间为宜，启动自动控制时序，泄能保护电路在经过预先设定时间段后接入主试验回路。
电容器组恒流充电装置通过三相晶闸管整流器把从变压器接入的三相电源进行整流，通过调节晶闸管触发角的大小来改变输出充电直流电流的大小；电容器组恒流充电原理如图3所示，通过闭环反馈的方式完成充电电流值的自动调节和三相对称性的调整；达到充电预定值后，通过充电开关断开电源与电容器组之间的连接，保护充电装置不受其他实验环节的影响；实验结束后，通过接地开关和接地电阻完成电容器组剩余能量的泄放。
充电装置电路为三相变压器连接整流器的电气连接。为电容器组充电时，首先设置最大允许充电电流值，设置电容器组充电目标电压值，闭合整流器直流输出端的充电开关为电容器组充电，待充电电压达到预定值后，断开电源与电容器组之间的充电开关，电容器组能量存储完毕，进入直流断路器实验阶段。直流断路器实验完成后，接通电容器组的接地开关，剩余能量通过接地电阻泄放。
此处已经根据特定的示例性实施例对本实用新型进行了描述。对本领域的技术人员来说在不脱离本实用新型的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例证性的，而不是对本实用新型的范围的限制，本实用新型的范围由所附的权利要求定义。
Claims (4)
1.一种直流断路器电流分断试验装置，其特征在于所述试验装置包括充电装置，电感L、保护电路和试品电路；所述电感L包括分段电感L1和分段电感L2，所述保护电路包括串联的保护电路断路器BP和泄能电阻R，试品电路包括试品电路断路器BT1和BT2、电感Ls、电容Cs和避雷器MOV。
2.如权利要求1所述的一种直流断路器电流分断试验装置，其特征在于所述试品电路中，试品电路断路器BT1和BT2串联支路、电感Ls和电容Cs串联支路和避雷器MOV支路并联。
3.如权利要求1所述的一种直流断路器电流分断试验装置，其特征在于所述充电装置包括整流器、变压器、连接于所述整流器直流输出端的充电开关、与充电开关串联的电容器组、接地电阻和接地开关，所述接地电阻和接地开关串联后与所述电容器组并联。
4.如权利要求1所述的一种直流断路器电流分断试验装置，其特征在于所述试品电路与分段电感L2串联后与所述保护电路并联，再与所述分段电感L1串联组成断路器试验回路。
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