[发明专利]一种直流断路器供能系统及其控制方法和装置

说明书

一种直流断路器供能系统及其控制方法和装置，其中所述供能系统，包括：谐振电容，其输入端通过整流电路与低频交流电压源连接，输出端通过开关电路与谐振电感连接；当开关电路导通时，所述谐振电容与所述谐振电感产生谐振电流，将低频交流电转换为高频交流电输出；取能磁环，套装在供能电缆上，输出端与负载连接，用于将所述高频交流电转换为满足负载要求的电压为负载供电。相比于低频供能方式，本申请中在将低频交流电转换为高频交流电输出后，在满足相同供电需求下能够减少了取能磁环的大小，继而减小了高压直流断路器系统体积以及系统成本。

技术领域

本发明涉及电力保护领域，具体涉及一种直流断路器供能系统及其控制方法和装置。

背景技术

基于柔性直流输电的直流输电系统由于其良好的特性，已成为目前电力领域的热点之一，也将是未来电网构建的重要组成部分。由于直流系统的阻尼相对较低，直流系统中故障电流上升速率较快，为了保证安全，需要在毫秒内实现故障电流切除，因此，具备大电流超高速分断的高压直流断路器成为构建直流电网的核心装备之一；相比于机械式和固态式高压直流断路器，混合型高压直流断路器具备了高速分断和低功耗运行等优势，成为了现阶段业内主流技术，混合型高压直流断路器由超高速机械开关和大量电力电子组件等组成，其中，电力电子组件控制电路的供电具备高电位供电的特点，电力电子组件控制电路供电可靠性直接影响整个断路器运行的可靠性。

现有技术中混合型高压直流断路器的供电电能一般取自市电，在对混合型高压直流断路器中的电力电子组电供电的过程中将取自市电的工频电压直接与高压直流断路器中的电力电子组件连接，由于市电电位较低，需增加取能磁环中的线圈转数以满足电力电子组件高电位供电的特点，继而增大了高压直流断路器系统体积以及系统成本。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于现有直流断路器供能系统体积较大、设计成本高。

有鉴于此，本发明提供一种直流断路器供能系统，包括：

谐振电容，其输入端通过整流电路与低频交流电压源连接，输出端通过开关电路与谐振电感连接，当开关电路导通时，所述谐振电容与所述谐振电感产生谐振电流，将低频交流电转换为高频交流电输出；

取能磁环，套装在所述系统的供能电缆上，输出端与负载连接，用于将所述高频交流电转换为满足负载要求的电压为负载供电。

优选地，还包括：控制器，分别与所述整流电路、所述开关电路连接，用于控制所述整流电路、所述开关电路动作。

优选地，所述整流电路包括基于晶闸管的单相桥式全控整流电路、单相全波可控整流电路、三相桥式全控整流电路和三相半波可控整流电路中的任意一种。

优选地，所述开关电路包括单只晶闸管或晶闸管桥式电路。

优选地，所述谐振电感包括杂散电感和谐振电抗器。

相应地，本发明还提供一种直流断路器供能系统的控制方法，包括：

判断谐振电容的电压是否满足预设充电电压；

当所述谐振电容的电压满足所述预设充电电压时，控制低频交流电压源停止供电；

开通开关电路中的晶闸管，使得所述谐振电容与谐振电感产生谐振电流，将低频交流电转换为高频交流电并通过取能磁环输出至负载。

优选地，所述开通开关电路中的晶闸管，使得所述谐振电容与谐振电感产生谐振电流，将低频交流电转换为高频交流电并通过取能磁环输出至负载的步骤，包括：

判断所述开关电路中的晶闸管是否发生闭锁；

当所述晶闸管发生闭锁时，开通整流支路中的晶闸管并控制所述低频交流电压源开始供电。

优选地，所述判断谐振电容的电压是否满足预设充电电压的步骤之前，包括：