[发明专利]一种高压直流断路器系统及供能装置

说明书

本发明涉及一种高压直流断路器系统及供能装置，采取两根送能电缆并联并在阀层中间电位进入的方式，分别为阀层内两侧电力电子器件提供工作电源，把送能电缆的绝缘要求降低50％，提高了送能电缆的安全运行裕度。层间隔离变压器采用等电位连接的金属套管屏蔽连接导线的方式接入直流断路器的层内低压可调送能变，固定接入点的电位，避免了连接导线在高电位下的局部放电，并解决了连接导线的散热问题。本发明可以广泛、灵活地应用于高压直流断路器的高压送能系统，适用于多种高压直流断路器设备布置方式对送能变压器安装位置和接入点的限制；降低了对送能电缆的绝缘要求，节省设备成本，提高送能设备的运行可靠性，具有较高和广泛的推广应用价值。

技术领域

本发明属于高压直流断路器领域，具体涉及一种高压直流断路器系统及供能装置。

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，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均需要高可靠性的高压供能装置。目前高压直流断路器的高压供能装置均采用两套供能装置作为冗余备用，以满足对高压直流断路器高可靠性的要求；但是冗余的设备对供能装置的安装占地面积和绝缘距离的要求提出了新的技术难题；而且高压供能变压器随着电压等级升高，其制造成本几何递增，备份冗余的要求使制造成本翻倍。

随着电压等级的升高，高压供能装置接入高压直流断路器的绝缘等级、绝缘方式等，决定了供能装置中的供能变压器接入直流断路器阀塔的供能电缆对于绝缘有很高的要求，其运行的可靠性无法保证，另外，由于高电位层的供能电缆和与其连接的供能变压器之间连接处的线径存在差异，导致连接处在高电位下电场集中，容易产生局部放电现象，致使电缆发热，甚至损坏，不利于供能电缆的散热，为供能装置的安全运行带来隐患。例如，公告号为CN103501116公开了一种高压直流电子设备的供电装置，该供能装置的供能电缆的绝缘要求高，送能回路运行可靠性无法保证。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压直流断路器系统及供能装置，用于解决供能装置中接入直流断路器阀塔的供能电缆的绝缘要求高、供能回路运行不可靠的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出一种高压直流断路器的供能装置，包括级联的两个以上的层间隔离变压器，两个以上的层间隔离变压器依次上下叠放设置；每个层间隔离变压器的二次侧均连接有一个对应的低压供能变压器，每个低压供能变压器用于为阀塔中对应阀层供电；所述每个低压供能变压器的二次侧均连接有两条以上并联的供能电缆，供能电缆沿对应阀层的长度方向延伸。

每条供能电缆的覆盖距离均小于对应阀层的长度，以使每条供能电缆承受绝缘电压小于相应阀层的绝缘电压，且各条供能电缆的覆盖距离之和不小于对应阀层的长度，以使所有供能电缆承受的绝缘电压之和不小于阀层绝缘电压。

所述每个低压供能变压器的二次侧均连接两条并联的供能电缆，分别为高压端电缆和低压端电缆，高压端电缆覆盖相应阀层的高电位点到中点电位之间的距离，低压端电缆覆盖所述相应阀层的中点电位到低电位点的距离。

所述低压供能变压器的一次侧通过连接导线与所述对应的层间隔离变压器的二次侧连接，连接导线包覆有绝缘层，连接导线外部套设有一个金属管母，所述金属管母一端连接层间隔离变压器的屏蔽环，另一端连接相应的阀层。

所述金属管母两端的直径大于金属管母中部的直径，每个阀层对应的金属管母中部的直径相同。

为解决上述技术问题，本发明还提出一种高压直流断路器系统，包括阀塔和供能装置，该供能装置包括级联的两个以上的层间隔离变压器，两个以上的层间隔离变压器依次上下叠放设置；每个层间隔离变压器的二次侧均连接有一个对应的低压供能变压器，每个低压供能变压器为阀塔中对应阀层供电；所述每个低压供能变压器的二次侧均连接有两条以上并联的供能电缆，供能电缆沿对应阀层的长度方向延伸。