CN207353820U - 一种直流断路器紧凑布局结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种直流断路器紧凑布局结构，包括：吸能支路设备布置在整个结构的右边中部；载流支路设备布置在整个结构的右上角，两个机械开关模块分两层排布，换流电容放置在整个结构左半部分的上空，耦合电抗器放置在换流电容的下半部的右方；预充电电容放置在换流电容的下方；机械开关驱动电源柜分别放在机械开关模块所在的两层平台上，低压隔离变压器放在机械开关模块的左侧，高压隔离变压器放在机械开关模块的下侧，预充电变压器放置在耦合电抗器的上边，接地开关和电压互感器并排放置在耦合电抗器的下边。本实用新型提供的布局具有合理的绝缘结构和电气强度，又布局紧凑，节省空间。
Description
技术领域
本实用新型涉及直流输电技术领域，更具体地，涉及一种直流断路器紧凑布局结构。
背景技术
对于快速发展的直流输电技术，为维持直流电网安全稳定运行并保护电网中的关键设备，需要直流断路器来快速限制并切断直流***中的故障电流，而目前国内外都缺乏直流断路器的产品设计经验，因此高压直流断路器的设计研究变得日益重要起来。
高压直流断路器不同于交流断路器，不仅仅是传统意义上的一个开关，而是像开关柜和直流转换开关一样拥有多个组成部件的成套复杂集成设备。直流断路器通常包含吸能支路、载流支路及换流支路，涉及的具体设备繁多，且当电压等级提高后，设备体积也会进一步变大，为确保整个直流断路器具有合理的绝缘结构，既要具有足够的电气强度，又要布局紧凑，节省占地空间。
综上，需要一种合理的直流断路器紧凑布局结构，使得整个结构具有合理的绝缘结构和电气强度，又布局紧凑，节省占地空间。
实用新型内容
针对以上缺陷，本实用新型提供一种直流断路器紧凑布局结构，以使得整个布局结构具有合理的绝缘结构和电气强度，又布局紧凑，节省占地空间。
为实现上述目的，本实用新型提供一种直流断路器紧凑布局结构，包括：高压侧设备、低压侧设备和辅助设备；
所述高压侧设备由吸能支路设备、载流支路设备和换流支路高压侧设备组成；其中，吸能支路设备为氧化锌压敏电阻型(Metal Oxide Varistor，MOV)避雷器模块，布置在整个结构的右边中部；载流支路设备为串联的两个机械开关模块，布置在整个结构的右上角，分两层排布，每层放置一个机械开关模块，换流支路高压侧设备由换流电容与耦合电抗器的副边串联构成，换流电容放置在整个结构左半部分的上空，耦合电抗器放置在换流电容的下半部的右方。
所述低压侧设备由换流支路低压侧设备组成；其中，换流支路低压侧设备由预充电电容、耦合电抗器的原边和触发开关串联构成，预充电电容放置在换流电容的下方。
所述辅助设备包括机械开关驱动电源柜、隔离变压器、并联在预充电电容两端的预充电变压器、并联在预充电电容两端的接地开关以及并联在预充电电容两端的电压互感器，机械开关驱动电源柜共两个，分别放在两个机械开关模块所在的两层平台上，隔离变压器共两个，分为低压隔离变压器和高压隔离变压器，分别对应两个机械开关模块，考虑到与电容部分的净距，低压隔离变压器放在机械开关模块的左侧，高压隔离变压器放在机械开关模块的下侧，预充电变压器放置在耦合电抗器的上边，接地开关和电压互感器并排放置在耦合电抗器的下边。
可选地，每个机械开关模块包括两个机械断口及与其配套的两个均压电容和两个均压电阻；为满足工作电压要求，两个机械开关模块包括的四个机械断口串联工作，为提高机械断口工作的同步性，为每个机械开关模块所在平台配置一个机械开关驱动电源柜，高压平台垒加在低压平台之上，平台由钢架组成并由绝缘子支撑，每层平台还配有一个隔离变压器，平台的数量可根据电压等级而向上垒高，中间用钢支架及绝缘子撑起，层与层之间通过引线绝缘子接线。
其中，机械断口又可称为断路器(circuit breaker，CB)。
可选地，所述换流电容为双塔结构，由支柱绝缘子架在预充电电容的上方，充分利用高度上的空间。
可选地，为部件之间的接线方便，耦合电抗器原边的两个接线端子与耦合电抗器副边的两个接线端子交叉排布。
可选地，任意两个部件的空间距离按冲击绝缘水平及g参数法确定的最小空气净距来确定。
可选地，整个布局结构的接线满足90°接线和180°接线两种进出线方式。
通过本实用新型所构思的以上技术方案，与现有技术相比，本实用新型的突出优点是：
本实用新型提供的直流断路器紧凑布局结构中不同电位的距离按g参数法计算的最小空气净距推荐值来设计，使得设备排布紧凑且满足要求的电气强度，该布局还考虑了直流断路器不同的进出线方式(90°接线和180°接线)，使直流断路器的适用性更加广泛。本实用新型提供的直流断路器采用分平台的布局结构，一定程度上简化了复杂电位的分布，同时采用平台结构相比支撑单个部件节省支柱绝缘子用量并且可采用同一种绝缘子，提高绝缘子的设计效率。
附图说明
图1为本实用新型提供的直流断路器紧凑布局结构示意图；
图2为本实用新型提供的机械开关模块和机械开关驱动电源分层排布的正视图；
图3为本实用新型提供的机械开关模块和机械开关驱动电源分层排布的俯视图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
针对目前普遍缺乏直流断路器结构布局设计经验的问题，为满足直流断路器布局结构的紧凑化以及安全可靠性，本实用新型的目的是提供一种直流断路器紧凑布局结构，实现了直流断路器在有限空间的紧凑化布局，并满足一定的电气强度。
图1为本实用新型提供的直流断路器紧凑布局结构示意图，如图1所示，包括：高压侧设备、低压侧设备和辅助设备。
高压侧设备由吸能支路设备、载流支路设备和换流支路高压侧设备组成；其中，吸能支路设备为MOV避雷器模块1，布置在整个结构的右边中部；载流支路设备为串联的两个机械开关模块2，布置在整个结构的右上角，分两层排布，每层放置一个机械开关模块，换流支路高压侧设备由换流电容3与耦合电抗器4的副边串联构成，换流电容3放置在整个结构左半部分的上空，耦合电抗器4放置在换流电容3的下半部的右方。
低压侧设备由换流支路低压侧设备组成；其中，换流支路低压侧设备由预充电电容5、耦合电抗器4的原边和触发开关6串联构成，预充电电容5放置在换流电容3的下方。
其中，触发开关6包括晶闸管SCR及其反并联二极管D。
辅助设备包括机械开关驱动电源柜7、隔离变压器8、并联在预充电电容两端的预充电变压器(变压器内集成了整流设备)9、并联在预充电电容两端的接地开关10以及并联在预充电电容两端的电压互感器11，机械开关驱动电源柜7共两个，分别放在两个机械开关模块2所在的两层平台上，隔离变压器8共两个，分为低压隔离变压器和高压隔离变压器，分别对应两个机械开关模块2，考虑到与电容部分的净距，低压隔离变压器放在机械开关模块的左侧，高压隔离变压器放在机械开关模块的下侧，预充电变压器9放置在耦合电抗器4的上边，接地开关10和电压互感器11并排放置在耦合电抗器4的下边。
可选地，每个机械开关模块包括两个机械断口21及与其配套的两个均压电容22和两个均压电阻23；为满足工作电压要求，两个机械开关模块2包括的四个机械断口21串联工作，为提高机械断口21工作的同步性，为每个机械开关模块所在平台配置一个机械开关驱动电源柜7，具体可参见图2和图3所示的机械开关模块和机械开关驱动电源分层排布的正视图、俯视图。高压平台垒加在低压平台之上，平台由钢架组成并由绝缘子支撑，每层平台还配有一个隔离变压器8，平台的数量可根据电压等级而向上垒高，中间用钢支架及绝缘子撑起，层与层之间通过引线绝缘子接线。
可选地，换流电容3为双塔结构，由支柱绝缘子架在预充电电容5的上方，充分利用高度上的空间。
可选地，为部件之间的接线方便，耦合电抗器4原边的两个接线端子与耦合电抗器副边的两个接线端子交叉排布。
可选地，任意两个部件的空间距离按冲击绝缘水平及g参数法确定的最小空气净距来确定。
可选地，整个布局结构的接线满足90°接线(如图1所示的ac方向)和180°接线(如图1所示的bc方向)两种进出线方式。
本实用新型提供的紧凑布局结构对高压侧设备和低压侧设备遵循分层设计的布局优化方法，充分利用了高度上的空间，从而节省了占地面积，利于实现布局结构的紧凑化设计。同时对串联的机械开关模块采用统一平台的设计方法，节省支柱绝缘子用量并且可采用同一种绝缘子，提高绝缘子的设计效率。采用该布局优化方法可实现直流断路器的紧凑化设计，并减少绝缘子用量，提高开关设备适用性。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种直流断路器紧凑布局结构，其特征在于，包括：高压侧设备、低压侧设备和辅助设备；
所述高压侧设备由吸能支路设备、载流支路设备和换流支路高压侧设备组成；其中，吸能支路设备为MOV避雷器模块(1)，布置在整个结构的右边中部；载流支路设备为串联的两个机械开关模块(2)，布置在整个结构的右上角，分两层排布，每层放置一个机械开关模块，换流支路高压侧设备由换流电容(3)与耦合电抗器(4)的副边串联构成，换流电容(3)放置在整个结构左半部分的上空，耦合电抗器(4)放置在换流电容(3)的下半部的右方；
所述低压侧设备由换流支路低压侧设备组成；其中，换流支路低压侧设备由预充电电容(5)、耦合电抗器(4)的原边和触发开关(6)串联构成，预充电电容(5)放置在换流电容(3)的下方；
所述辅助设备包括机械开关驱动电源柜(7)、隔离变压器(8)、并联在预充电电容两端的预充电变压器(9)、并联在预充电电容两端的接地开关(10)以及并联在预充电电容两端的电压互感器(11)，机械开关驱动电源柜(7)共两个，分别放在两个机械开关模块(2)所在的两层平台上，隔离变压器(8)共两个，分为低压隔离变压器和高压隔离变压器，分别对应两个机械开关模块(2)，考虑到与电容部分的净距，低压隔离变压器放在机械开关模块的左侧，高压隔离变压器放在机械开关模块的下侧，预充电变压器(9)放置在耦合电抗器(4)的上边，接地开关(10)和电压互感器(11)并排放置在耦合电抗器(4)的下边。
2.如权利要求1所述的直流断路器紧凑布局结构，其特征在于，每个机械开关模块包括两个机械断口(21)及与其配套的两个均压电容(22)和两个均压电阻(23)；为满足工作电压要求，两个机械开关模块(2)包括的四个机械断口(21)串联工作，为提高机械断口(21)工作的同步性，为每个机械开关模块所在平台配置一个机械开关驱动电源柜(7)，高压平台垒加在低压平台之上，平台由钢架组成并由绝缘子支撑，每层平台还配有一个隔离变压器(8)，平台的数量可根据电压等级而向上垒高，中间用钢支架及绝缘子撑起，层与层之间通过引线绝缘子接线。
3.如权利要求1或2所述的直流断路器紧凑布局结构，其特征在于，所述换流电容(3)为双塔结构，由支柱绝缘子架在预充电电容(5)的上方，充分利用高度上的空间。
4.如权利要求1或2所述的直流断路器紧凑布局结构，其特征在于，为部件之间的接线方便，耦合电抗器(4)原边的两个接线端子与耦合电抗器副边的两个接线端子交叉排布。
5.如权利要求1或2所述的直流断路器紧凑布局结构，其特征在于，任意两个部件的空间距离按冲击绝缘水平及g参数法确定的最小空气净距来确定。
6.如权利要求1或2所述的直流断路器紧凑布局结构，其特征在于，整个布局结构的接线满足90°接线和180°接线两种进出线方式。
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Cited By (1)
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| CN110601115A (zh) * | 2019-09-20 | 2019-12-20 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种直流断路器阀塔 |
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2017
- 2017-10-27 CN CN201721410309.3U patent/CN207353820U/zh not_active Expired - Fee Related
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