[发明专利]一种对混合式直流固态断路器的性能测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对混合式直流固态断路器的性能测试装置，属于高电压、大电流实验技术领域。

背景技术

由于直流系统中没有电流过零点，灭弧困难。随着电力电子技术的发展，基于大功率电力电子器件的混合式直流固态断路器成为快速开断直流电流的重要技术方案。混合式直流固态断路器由电力电子器件和机械开关并联构成，正常运行时，电力电子器件断开，机械开关承载负荷电流。当系统发生故障时，机械开关断开，故障电流在电弧电压的作用下经过一段时间全部转移至电力电子支路，然后由电力电子支路断开故障电流，混合式直流固态断路器满足快速切除故障的要求。

国内混合式直流固态断路器的研究还处于起步阶段，急需要一种测试装置，以用于研发和测试混合式直流固态断路器。

发明内容

本发明的目的是提出一种对混合式直流固态断路器的性能测试装置，以用于直流断路器的研制，满足我国直流输电网和直流配电网对直流断路器的需求。

本发明提出的对混合式直流固态断路器的性能测试装置，包括：三相断路器、变压器、整流器、限流电阻、第一负荷开关、充电电容器组、第二负荷开关、放电电阻、放电电感、电阻分压器、第一分流器、熔断器、高速相机、计算机、位移传感器、示波器、高压差分探头、第二分流器、第三分流器、第四分流器；所述的三相断路器的一端与本性能测试装置的外接三相交流电源相连，所述的变压器的低压侧与三相断路器的另一端相连；所述的整流器与变压器的高压侧相连，所述的充电电容器组通过所述的第一负荷开关和限流电阻与整流器相连，构成充电回路；所述的第二负荷开关与熔断器串联，第二负荷开关的一端与充电电容器组的正极相连，所述的放电电阻与放电电感串联，放电电阻的一端与充电电容器组的负极相连，最后与待测混合式直流固态断路器构成放电回路；所述的第一分流器安装在放电回路中，用于测量放电回路中的电流；所述的电阻分压器与待测混合式直流固态断路器并联，用于测量混合式直流固态断路器的两端电压；所述的高速相机对准待测混合式直流固态断路器的快速机械开关的动触头或拉杆部分，用于拍摄动触头或拉杆的运动过程；所述的计算机用于显示高速相机拍摄的画面，高速相机通过网线与所述的计算机相连；所述的位移传感器与待测混合式直流固态断路器的快速机械开关的拉杆相连，用于测量拉杆的运动速度；所述的第二分流器、第三分流器和第四分流器分别与待测混合式直流固态断路器的电力电子支路、缓冲器和限压器串联，用于测量流过待测混合式直流固态断路器的电力电子支路、缓冲器和限压器的电流；所述的高压差分探头与待测混合式直流固态断路器的电力电子器件并联，用于测量电力电子器件两端的电压；所述的示波器用于显示第一分流器、第二分流器、第三分流器、第四分流器、位移传感器和高压差分探头的测量结果，示波器与第一分流器、第二分流器、第三分流器、第四分流器、位移传感器和高压差分探头相连。

本发明提出的对混合式直流固态断路器的性能测试装置，其优点是：

1、本发明的混合式直流固态断路器的性能测试装置，可以为混合式直流固态断路器的开通和关断过程的测试提供所需的高电压和大电流，输出的电压和电流可以通过电阻分压器和第一分流器准确测量，为混合式直流固态断路器的工作性能分析提供量化依据。

2、本发明的性能检测装置，通过改变电容器组中的电容器个数和电容器串并联方式，改变电容器组的电容值，进而改变检测装置中放电回路的输出电压、电流以及振荡频率，为混合式直流固态断路器的测试提供多种不同的实验条件，满足混合式直流固态断路器的研制的不同参数要求。

3、本发明的性能测试装置，通过高速相机和位移传感器对混合式直流固态断路器的快速机械开关的分闸、合闸的速度进行测量，通过分流器对其中的电力电子支路、缓冲器以及限压器的电流进行测量，并通过高压差分探头对电力电子器件两端电压进行测量，测量结果可以真实反应混合式直流固态断路器的工作性能，有利于改进混合式直流固态断路器的设计。

附图说明

图1是对混合式直流固态断路器的性能测试装置的结构示意图。

图中1是三相断路器，2是变压器，3是整流器，4是第一负荷开关，5是限流电阻，6是充电电容器组，7是第二负荷开关，8是电阻分压器，9是熔断器，10是高速相机，11是快速机械开关，12是电力电子支路，13是缓冲器，14是限压器，15是放电电阻，16是放电电感，17是第一分流器，18是计算机，19是位移传感器，20是快速机械开关拉杆，21是示波器，22是高压差分探头，23是第二分流器，24是第三分流器，25是第四分流器。