[发明专利]一种高压直流断路器及其供能装置

说明书

本发明涉及一种高压直流断路器及其供能装置，其中供能装置包括n个级联的供能变压器，各级供能变压器包括一套铁芯、互为冗余的两套一次绕组以及互为冗余的两套二次绕组；第一级供能变压器的两套一次绕组分别用于与两个互为冗余的供能电源耦合；各级供能变压器的两套二次绕组均设置有为直流断路器的阀塔中的对应阀层供能的输出端子。本发明通过采用多级变压器串联，各级变压器均采用一套变压器铁芯和两套独立的一次绕组和二次绕组，两套二次绕组作为对直流断路器对应层功率模块进行冗余供电的两套电源，在不增加供能变压器体积、占地面积的前提下，实现供能装置的冗余备用，提高了高压直流断路器的运行可靠性。

技术领域

本发明涉及一种高压直流断路器及其供能装置，属于高压直流断路器技术领域。

背景技术

高压直流断路器是保障直流输电系统安全运行的主要设备，与机械式直流断路器相比动作速度快，通常在3个毫秒内切断故障电流。高压直流断路器的快速动作是靠电力电子器件即IGBT串联的快速开关功能和高速机械隔离开关快速动作共同实现的。由于高压直流断路器闭合时端电压非常低，所以高压直流断路器无法实现自取能的方法提供供电电源。但是IGBT和高速机械隔离开关可靠工作需要高可靠性的供电电源。

目前，高压直流断路器的供能都是采用单电源供电方式。公告号为CN103647537A的中国专利文件公开了一种取能送能装置，该取能送能装置采用多级级联耦合的低压变压器为多级串联的IGBT供电，多级变压器结构保证了多个IGBT之间的级间绝缘但是一旦供电电源或者变压器线圈出现损坏时，高压直流断路器就失去工作电源而停止工作，这种单电源供电方式可靠性低，无法满足高压直流断路器的高可靠性要求。

而当直接采用两套独立的供能变压器作为冗余备用时，则无法满足对高压直流断路器安装占地面积，绝缘距离的要求；而且高压供能变压器随着电压等级升高，其制造成本几乎递增。当高压直流断路器分层布置时，无法灵活的解决隔离供能变压器为不同层间供能的绝缘要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压直流断路器及其供能装置，用于解决采用两套独立的供能变压器作为冗余备用时体积大、占地面积大的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高压直流断路器的供能装置，包括n个级联的供能变压器，各级供能变压器包括一套铁芯、互为冗余的两套一次绕组以及互为冗余的两套二次绕组；第一级供能变压器的两套一次绕组分别用于与两个互为冗余的供能电源耦合；各级供能变压器的两套二次绕组均设置有为直流断路器的阀塔中的对应阀层供能的输出端子。

进一步的，第一级供能变压器通过m个级联的隔离变压器分别用于与两个互为冗余的供能电源耦合，各级隔离变压器包括一套铁芯、互为冗余的两套一次绕组以及互为冗余的两套二次绕组；第一级隔离变压器的两套一次绕组分别用于与两个互为冗余的供能电源直接连接；最后一级隔离变压器的两套二次绕组对应连接第一级供能变压器的两套一次绕组。

进一步的，所述各级隔离变压器、各级供能变压器由下到上依次叠放设置。

进一步的，所述供能变压器或隔离变压器还包括圆柱形的绝缘套筒以及绝缘套筒两端密封设置的法兰式盖板，所述绝缘套筒内充有绝缘气体；所述绝缘套筒顶端设置有高压侧出线端，所述绝缘套筒底端设置有低压侧出线端。

进一步的，所述法兰式盖板上设有用于与相邻的隔离变压器或者供能变压器的法兰式盖板紧固装配的螺栓孔。

进一步的，所述绝缘套筒外壁上设有绝缘伞裙或者绝缘槽。

进一步的，所述法兰式盖板上装配有用于匹配电压等级的均压环。