【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及中壓直流配電系統，尤其涉及用于中斷直流(dc)路徑中的電流的電路和方法。
技術介紹
1、高壓直流輸電是降低網絡總損耗和整合可再生電源(如風力或光伏電源)的一種有趣解決方案。作為傳統的交流網絡，直流網絡需要通過斷路器來防止短路。
2、在交流網絡中，電流的過零事件用于熄滅電路斷開時產生的電弧，并用于實際中斷電流。操作直流斷路器的典型困難是電流不會自然地過零。
3、為了產生dc電流的過零事件，開發了通常稱為電流注入的方法。根據該方法，包括電容和電感的振蕩電路并聯連接到斷路器的主路徑，并且并聯電路中的電流振蕩疊加在斷路器的主路徑中的直流電流上。由此產生的電流組合在零點附近和零點之間振蕩，允許電流中斷。
4、針對電流注入提出了不同的解決方案。這些解決方案通常關聯各種開關來對振蕩電路進行充電和放電。這些開關可能難以同步和控制，導致設備復雜。
5、所提出的解決方案改進了已知解決方案的設計。它提出了一種電路拓撲，利用一些交流開關設備配置來中斷直流網絡中的電流。
技術實現思路
1、為此，提出一種電流切斷裝置，用于中斷第一端子和第二端子之間的高壓直流路徑中的電流，包括:
2、-插入直流路徑中的主支路，包括第一機械斷路器，第一機械斷路器是常閉的，
3、-與第一機械斷路器并聯連接的第一輔助支路，包括電容器組、電感器和被稱為換向開關的第二機械斷路器的串聯連接，第二機械斷路器是常開的，
4、-與電容器組并聯連接的
5、-第二輔助支路，將包含在電容器組和電感器之間的第一中間端子連接到接地連接，第二輔助支路包括電阻器，
6、其中第二機械斷路器配置成響應于主支路中故障電流的出現而閉合第一輔助支路，從而產生疊加在主支路中的電流上并在主支路中產生電流過零的電流。
7、這種布置通過有限數量的部件提供電流中斷能力，使設計具有成本效益和緊湊性。
8、可選擇單獨或組合實施以下特征:
9、在電流切斷裝置的實施例中:
10、-第一端子連接到網絡源，以及
11、-第二端子連接到電負載環。
12、主支路是主導電線。
13、第一輔助支路是輔助導電線。
14、第二輔助支路是第三導電線。
15、電流切斷裝置可在第一模式下運行，稱為正常運行模式，其中第一機械斷路器處于閉合狀態，第二機械斷路器處于斷開狀態。
16、電流切斷裝置還可在第二模式下運行，稱為故障模式，其中第一機械斷路器處于斷開狀態，第二機械斷路器處于閉合狀態。
17、電流切斷裝置可響應主支路中故障電流的出現，從第一模式切換至第二模式。
18、電流切斷裝置還可在第三模式下運行，稱為殘余電流中斷模式，其中第一機械斷路器處于斷開狀態，第二機械斷路器處于斷開狀態。
19、電流切斷裝置可響應第一輔助支路中出現的殘余故障電流，從第二模式切換至第三模式。
20、電流切斷裝置可在第四種模式下運行，稱為故障中斷后正常運行模式，其中第一機械斷路器處于閉合狀態，第二機械斷路器處于斷開狀態。
21、在通過從源側流向第二輔助支路電阻器的電流對電容器組進行再充電后，電流切斷裝置可從第三模式切換至第四模式。
22、電感器的電感在10μh和1mh之間。
23、電容器組的電容在3μf和300μf之間。
24、電阻器的電阻高于1000歐姆。
25、極對地電壓與電阻之比低于2a。
26、電感和電容的乘積在3.10-7s2和3.10-11s2之間。
27、在電流切斷裝置的實施例中，第一輔助支路包括與主支路的第一連接和與主支路的第二連接，第一連接包括在第一端子和第一機械斷路器的第一端子之間，第二連接包括在第二端子和第一機械斷路器的第二端子之間。
28、電流切斷裝置還包括:
29、-第三機械斷路器，布置在第一輔助支路上，在第一輔助支路與主支路的第一連接和電涌放電器與電容器組的連接之間，
30、-第四機械斷路器，布置在第二輔助支路上，在第一中間端子和電阻器之間，
31、-第三輔助支路，將包括在第三機械斷路器和電容器組之間的第二中間端子連接到包括在第四斷路器和電阻器之間的第三中間端子，第三輔助支路包括第五斷路器。
32、電流切斷裝置配置為選擇性操作:
33、-在第一配置中，第一端子連接到源，第二端子連接到電負載環，或者
34、-在第二配置中，第一端子連接到電負載環，第二端子連接到源。
35、第一機械斷路器、第二機械斷路器和第三機械斷路器中的每一個均可包括真空斷路器。
36、第四機械斷路器和第五機械斷路器也可以包括真空斷路器。
37、通過集成真空斷續器，還可以處理殘余電流的斷開。與現有技術的解決方案相比，專用的殘余開關不是必需的，并且可以省去，使得設備更簡單。
38、電流切斷裝置可進一步包括第一開關裝置，其設置在電感器和第一輔助支路與主支路的第二連接之間的第一輔助支路上。
39、在實施示例中，第一開關裝置設置在第二機械斷路器和第一輔助支路與主支路的第二連接之間的第一輔助支路上。
40、電流切斷裝置還可包括第二開關裝置，其設置在主支路上，位于第一輔助支路與主支路的第一連接和第一輔助支路與主支路的第二連接之間。
41、電流切斷裝置還可包括第三開關裝置，其設置在主支路上，位于第一輔助支路的第一端子與主支路的第一連接之間。
42、開關裝置提供了對換向電路的電容器進行安全放電的能力，并提供了電源或負載側電路的安全接地，尤其是當開關裝置為接地開關時。
43、電流切斷裝置還可包括第四開關裝置，其設置在第一輔助支路上，位于第一輔助支路與主支路的第一連接和第二中間端子之間。
44、電流切斷裝置可進一步包括第五開關裝置，其設置在第一中間端子和電阻器之間的第二輔助支路上。
45、在實施示例中，第五開關裝置設置在第一中間端子和第四機械斷路器之間。
46、電流切斷裝置可進一步包括設置在第三輔助支路上的第六開關裝置。
47、在實施示例中，第六開關裝置設置在第二中間端子和第五機械斷路器之間。
48、每個開關裝置可以是兩位隔離開關，或三位開關。
49、在電流切斷裝置的實施例中，第一機械斷路器、第二機械斷路器和第三開關裝置設置在第一氣體絕緣罐中。
50、在實施例中，第一機械斷路器、第二機械斷路器、第一開關裝置、第二開關裝置和第三開關裝置設置在第一氣體絕緣罐中。
51、第三機械斷路器可設置在第一氣體絕緣罐中。
52、將不同的機械斷路器和開關裝置集成在公共氣體絕緣罐中，提供了電絕緣特性和環境敏感性，使該解決方案堅固可靠。此外，當本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種電流切斷裝置(20)，用于中斷第一端子(T1)和第二端子(T2)之間的高壓直流路徑中的電流流動，包括:
2.根據權利要求1所述的電流切斷裝置(20)，其中:
3.根據權利要求1所述的電流切斷裝置(20)，其中第一輔助支路(B)包括與主支路(A)的第一連接(C1)和與主支路(A)的第二連接(C2)，第一連接(C1)包括在第一端子(T1)和第一機械斷路器(CB1)的第一端子之間，第二連接(C2)包括在第二端子(T2)和第一機械斷路器(CB1)的第二端子之間，
4.根據權利要求3所述的電流切斷裝置(20),配置用于選擇性地操作:
5.根據前述權利要求中任一項所述的電流切斷裝置(20)，還包括第一開關裝置(SD1)，其設置在第一輔助支路(B)上，位于電感器(IN)和第一輔助支路(B)與主支路(A)的第二連接(C2)之間。
6.根據前述權利要求中任一項所述的電流切斷裝置(20)，還包括第二開關裝置(SD2),所述第二開關裝置(SD2)設置在主支路(A)上，位于第一輔助支路(B)與主支路(A)的第一連接(C1)和第一輔助支路
7.根據前述權利要求中任一項結合權利要求3的所述的電流切斷裝置(20)，還包括第三開關裝置(SD3)，其設置在主支路(A)上，位于第一端子(T1)和第一輔助支路(B)與主支路(A)的第一連接(C1)之間。
8.根據權利要求4至7中任一項結合權利要求3所述的電流切斷裝置(20)，還包括第四開關裝置(SD4)，其設置在第一輔助支路(B)上，位于第一輔助支路(B)與主支路(A)的第一連接(C1)和第二中間端子(I2)之間。
9.根據權利要求4至8中任一項所述的電流切斷裝置(20)，還包括第五開關裝置(SD5)，其設置在第二輔助支路(C)上，位于第一中間端子(I1)和電阻器(R)之間。
10.根據權利要求4至9中任一項結合權利要求3所述的電流切斷裝置(20)，還包括設置在第三輔助支路(D)上的第六開關裝置(SD6)。
11.根據前述權利要求中任一項結合權利要求7所述的電流切斷裝置(20)，其中第一機械斷路器(CB1)、第二機械斷路器(CB2)和第三開關裝置(SD3)設置在第一氣體絕緣罐(11)中。
12.根據權利要求11結合權利要求5和6所述的電流切斷裝置(20)，其中第一機械斷路器(CB1)、第二機械斷路器(CB2)、第一開關裝置(SD1)、第二開關裝置(SD2)和第三開關裝置(SD3)設置在第一氣體絕緣罐(11)中。
13.根據權利要求11或12結合權利要求3所述的電流切斷裝置(20)，其中所述第三機械斷路器(CB3)設置在所述第一氣體絕緣罐(11)中。
14.根據前述權利要求中任一項所述的電流切斷裝置(20)，其中所述電容器組(CA)、所述電感器(IN)、所述電阻器(R)和所述電涌放電器(SA)設置在金屬封閉隔間(13)中。
15.根據前述權利要求中任一項結合權利要求3所述的電流切斷裝置(20)，其中所述第四機械斷路器(CB4)和所述第五機械斷路器(CB5)設置在第二氣體絕緣罐(12)中。
...【技術特征摘要】
1.一種電流切斷裝置(20)，用于中斷第一端子(t1)和第二端子(t2)之間的高壓直流路徑中的電流流動，包括:
2.根據權利要求1所述的電流切斷裝置(20)，其中:
3.根據權利要求1所述的電流切斷裝置(20)，其中第一輔助支路(b)包括與主支路(a)的第一連接(c1)和與主支路(a)的第二連接(c2)，第一連接(c1)包括在第一端子(t1)和第一機械斷路器(cb1)的第一端子之間，第二連接(c2)包括在第二端子(t2)和第一機械斷路器(cb1)的第二端子之間，
4.根據權利要求3所述的電流切斷裝置(20),配置用于選擇性地操作:
5.根據前述權利要求中任一項所述的電流切斷裝置(20)，還包括第一開關裝置(sd1)，其設置在第一輔助支路(b)上，位于電感器(in)和第一輔助支路(b)與主支路(a)的第二連接(c2)之間。
6.根據前述權利要求中任一項所述的電流切斷裝置(20)，還包括第二開關裝置(sd2),所述第二開關裝置(sd2)設置在主支路(a)上，位于第一輔助支路(b)與主支路(a)的第一連接(c1)和第一輔助支路(b)與主支路(a)的第二連接(c2)之間。
7.根據前述權利要求中任一項結合權利要求3的所述的電流切斷裝置(20)，還包括第三開關裝置(sd3)，其設置在主支路(a)上，位于第一端子(t1)和第一輔助支路(b)與主支路(a)的第一連接(c1)之間。
8.根據權利要求4至7中任一項結合權利要求3所述的電流切斷裝置(20)，還包括第四開關裝置(sd4)，其設置在第...
【專利技術屬性】
技術研發人員：P·諾瓦克，C·普雷夫，W·格里沙伯，S·馬克魯夫，
申請(專利權)人：施耐德電氣工業公司，
類型：發明
國別省市：
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