本實用新型專利技術涉及電力系統高壓開關領域，具體為超快速真空開關裝置，包括二到四個串聯的超快速真空開關模塊，超快速真空開關模塊的第一操動機構和第二操動機構分別位于第一環氧固封真空極柱和第二環氧固封真空極柱的下方，第一均壓裝置和第二均壓裝置分別與第一環氧固封真空極柱和第二環氧固封真空極柱并聯；脈沖電流發生器分別與第一操動機構和第二操動機構連接；隔離輔助電源輸出第一路直流電壓為快速開關控制器提供電源，輸出第二路直流電壓為脈沖電流發生器提供充電電壓；快速開關控制器與脈沖電流發生器連接，快速開關控制器通過光纖與處于地電位的直流斷路器控制裝置進行通信。該開關裝置運動質量輕，響應快，結構簡單，易于模塊級聯擴展。
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及電力系統高壓開關領域，具體為超快速真空開關裝置。
技術介紹
隨著全球能源短缺和環境污染問題的日趨嚴重，可再生能源的利用和開發受到了世界各國的重視，特別是風電在未來能源供給中的比例將逐步增加。但由于風電出力的間隙性、不確定性和電力系統的消納能力等問題，風電的有效利用率并不高。基于常規直流及柔性直流的多端直流輸電系統和直流電網技術是解決新能源并網和消納問題的有效技術方案之一。然而，由于直流系統的阻抗較小，相比于交流輸電系統，直流系統的短路電流上升很快、故障影響面廣且更加復雜，控制保護難度更大。為了保證直流電網可靠性，作為承載、開斷直流網絡正常電流以及各種故障電流的保護設備，高壓直流斷路器應能根據不同網絡拓撲在發生故障后2-5ms內切除故障電流，越快越好，這給直流斷路器的開斷性能提出了很大的挑戰。因此，具有高開斷能力的快速高壓直流斷路器是直流電網發展的一個瓶頸，限制著高壓直流電網的發展。目前國內外研宄的快速高壓直流斷路器主要是基于機械開關的人工過零直流斷路器和基于大功率電力電子器件、機械開關結合的混合式直流斷路器。這兩種拓撲結構的高壓直流斷路器都必須要求高壓機械開關在2-5ms內完成快速分斷和承受短路電流切除后的系統暫態恢復電壓。現有技術中，用于高壓直流斷路器的機械開關主要存在以下問題:(I)采用彈簧操動機構、液壓操動機構或永磁操動機構，這些傳統操動機構的動作時間通常在數十ms，響應速度慢；(2)操動機構放在地電位，操動機構通過絕緣拉桿帶動滅弧室觸頭運動，系統運動部分質量大；(3)采用單斷口或者雙斷口，為了滿足故障切除后絕緣耐受能力，滅弧室觸頭開距為數十_，滅弧室觸頭運動時間長。因此，現有技術的機械開關很難滿足快速高壓直流斷路器的要求。
技術實現思路
針對現有技術的不足或改進需要，本技術提供一種響應迅速的超快速真空開關裝置。具體的技術方案為:超快速真空開關裝置，包括二到四個串聯的超快速真空開關模塊，超快速真空開關模塊包括第一環氧固封真空極柱和第二環氧固封真空極柱、第一均壓裝置和第二均壓裝置、第一操動機構和第二操動機構、脈沖電流發生器，快速開關控制器和隔離輔助電源；所述的第一操動機構和第二操動機構分別位于第一環氧固封真空極柱和第二環氧固封真空極柱的下方，并進行等電位連接；所述的第一均壓裝置和第二均壓裝置為電容和電阻串聯的均壓電路，第一均壓裝置和第二均壓裝置分別與第一環氧固封真空極柱和第二環氧固封真空極柱并聯；脈沖電流發生器分別與第一操動機構和第二操動機構連接；隔離輔助電源輸出兩路直流電壓，第一路直流電壓為快速開關控制器提供電源，第二路直流電壓為脈沖電流發生器提供充電電壓；快速開關控制器與脈沖電流發生器連接，快速開關控制器通過光纖與處于地電位的直流斷路器控制裝置進行通信，快速開關控制器接收直流斷路器控制裝置的合分閘命令，控制脈沖電流發生器放電，使得第一操動機構和第二操動機構高速動作，從而實現開關裝置的合分閘操作；同時快速開關控制器通過光纖將超快速隔離開關裝置的工作狀態信息反饋給地電位直流斷路器控制裝置。第一操動機構和第二操動機構為結構相同的操動機構，所述的每個操動機構包括驅動桿、雙穩態保持裝置、分閘線圈、運動線圈、合閘線圈、緩沖裝置和操動機構框架；雙穩態保持裝置包括一對金屬連桿，一對金屬連桿的一端分別連接在驅動桿頂端兩側，每個金屬連桿另一端分別連接一個運動活塞，運動活塞通過彈簧安裝在金屬圓筒內；分閘線圈、運動線圈、合閘線圈從上到下依次垂直同軸排列；分閘線圈和合閘線圈固定裝配在操動機構框架上，運動線圈與驅動桿固定連接，運動線圈隨著驅動桿在分閘線圈和合閘線圈之間上下運動；緩沖裝置位于驅動桿下端，包括撞擊頭和多個油緩沖器，撞擊頭上表面覆有聚氨酯緩沖墊，撞擊頭下表面通過緩沖器連接板與多個油緩沖器連接。脈沖電流發生器，包括第一高壓脈沖電容器和第二高壓脈沖電容器，第一功率二極管和第二功率二極管，第一晶閘管和第二晶閘管，第一高壓脈沖電容器和第二高壓脈沖電容器由隔離輔助電源提供充電電壓；第一高壓脈沖電容器、第一功率二極管、第一晶閘管、反向串聯的分閘線圈和運動線圈順序連接構成分閘放電回路；第二高壓脈沖電容器、第二功率二極管、第二晶閘管、反向串聯的合閘線圈和運動線圈順序連接構成合閘放電回路。本技術提供的超快速真空開關裝置，采用多個超快速真空開關模塊串聯，每個超快速真空開關模塊設計兩個真空開關斷口串聯，縮短每個斷口觸頭運動距離，整個超快速真空開關裝置的斷口同時動作可極大提高開關動作速度，從而實現開關在幾個ms內完成分斷；采用操動機構與固封極柱的動觸頭等電位連接，開關運動質量輕，加速度和運動速度快，并且結構簡單，易于模塊級聯擴展，滿足高電壓等級要求。【附圖說明】圖1是本技術的超快速真空開關模塊結構示意圖；圖2是本技術的操動機構結構示意圖；圖3是本技術的脈沖電流發生器結構示意圖。【具體實施方式】結合【附圖說明】本技術的【具體實施方式】。如圖1所示，超快速真空開關裝置，包括二到四個串聯的超快速真空開關模塊，包括第一環氧固封真空極柱Ia和第二環氧固封真空極柱lb、第一均壓裝置2a和第二均壓裝置2b、第一操動機構3a和第二操動機構3b、脈沖電流發生器4，快速開關控制器5，隔離輔助電源6和光纖7 ;所述的第一操動機構3a和第二操動機構3b分別位于第一環氧固封真空極柱Ia和第二環氧固封真空極柱Ib的下方，并進行等電位連接；所述的第一均壓裝置2a和第二均壓裝置2b為電容和電阻串聯的均壓電路，第一均壓裝置2a和第二均壓裝置2b分別與第一環氧固封真空極柱Ia和第二環氧固封真空極柱Ib并聯；脈沖電流發生器4分別與第一操動機構3a和第二操動機構3b連接；隔離輔助電源6輸出兩路直流電壓，第一路直流電壓為快速開關控制器5提供電源，第二路直流電壓為脈沖電流發生器4提供充電電壓；快速開關控制器5與脈沖電流發生器4連接，快速開關控制器5通過光纖7與處于地電位的直流斷路器控制裝置進行通信，快速開關控制器5接收直流斷路器控制裝置的合分閘命令，控制脈沖電流發生器4放電，使得第一操動機構3a和第二操動機構3b高速動作，從而實現開關裝置的合分閘操作；同時快速開關控制器5通過光纖7將超快速隔離開關裝置的工作狀態信息反饋給地電位直流斷路器控制裝置。如圖2所示，第一操動機構3a和第二操動機構3b為結構相同的操動機構，所述的每個操動機構包括驅動桿30、雙穩態保持裝置、分閘線圈35、運動線圈36、合閘線圈37、緩沖裝置和操動機構框架42 ;雙穩態保持裝置包括一對金屬連桿31，一對金屬連桿31的一端分別連接在驅動桿30頂端兩側，每個金屬連桿31另一端分別連接一個運動活塞32，運動活塞32通過彈簧33安裝在金屬圓筒34內；分閘線圈35、運動線圈36、合閘線圈37從上到下依次垂直同軸排列；分閘線圈35和合閘線圈37固定裝配在操動機構框架42上，運動線圈36與驅動桿30固定連接，運動線圈36隨著驅動桿30在分閘線圈35和合閘線圈37之間上下運動；緩沖裝置位于驅動桿30下端，包括撞擊頭39和多個油緩沖器41，撞擊頭39上表面覆有聚氨酯緩沖墊38，撞擊頭39下表面通過緩沖器當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
超快速真空開關裝置，其特征在于：包括二到四個串聯的超快速真空開關模塊，所述的每個超快速真空開關模塊包括第一環氧固封真空極柱(1a)和第二環氧固封真空極柱(1b)、第一均壓裝置(2a)和第二均壓裝置(2b)、第一操動機構(3a)和第二操動機構(3b)、脈沖電流發生器(4)，快速開關控制器(5)和隔離輔助電源(6)；所述的第一操動機構(3a)和第二操動機構(3b)分別位于第一環氧固封真空極柱(1a)和第二環氧固封真空極柱(1b)的下方，并進行等電位連接；所述的第一均壓裝置(2a)和第二均壓裝置(2b)為電容和電阻串聯的均壓電路，第一均壓裝置(2a)和第二均壓裝置(2b)分別與第一環氧固封真空極柱(1a)和第二環氧固封真空極柱(1b)并聯；脈沖電流發生器(4)分別與第一操動機構(3a)和第二操動機構(3b)連接；隔離輔助電源(6)輸出兩路直流電壓，第一路直流電壓為快速開關控制器(5)提供電源，第二路直流電壓為脈沖電流發生器(4)提供充電電壓；快速開關控制器(5)與脈沖電流發生器(4)連接，快速開關控制器(5)通過光纖(7)與處于地電位的直流斷路器控制裝置進行通信，快速開關控制器(5)接收直流斷路器控制裝置的合分閘命令，控制脈沖電流發生器(4)放電，使得第一操動機構(3a)和第二操動機構(3b)高速動作，從而實現開關裝置的合分閘操作；同時快速開關控制器(5)通過光纖(7)將超快速隔離開關裝置的工作狀態信息反饋給地電位直流斷路器控制裝置。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：方春恩，余建華，李偉，李濤，任曉，
申請(專利權)人：成都恒科瑞恩智能電氣科技有限公司，
類型：新型
國別省市：四川;51
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