[发明专利]一种用于交流容性负载投切的混合断路器拓扑系统

说明书

本发明提出一种用于交流容性负载投切的混合断路器拓扑系统，系统包括三相交流馈线、混合断路器拓扑结构及协调控制器，协调控制器连接三相交流馈线，采集并分析处理三相交流馈线的电压幅值和相位信号，三相交流馈线连接混合断路器拓扑结构，通过三相交流馈线电压支撑混合断路器拓扑结构的运行；协调控制器与混合断路器拓扑结构双向连接，协调控制器利用采集的三相交流馈线电压幅值和相位信号驱动混合断路器拓扑结构进行开断闭合选相动作，并接收混合断路器拓扑结构反馈的开断闭合信号。本发明通过协调控制器协调控制混合断路器之间的开断闭合配合动作，从而可以降低断路器触头烧蚀程度，延长断路器应用于交流容性负载投切时的使用寿命及可靠性。

技术领域

本发明涉及交流容性负载投切的技术领域，更具体地，涉及一种用于交流容性负载投切的混合断路器拓扑系统。

背景技术

电力系统为即时平衡系统，因容性负载与感性负载的存在，大量的无功功率会产生于系统运行过程中，而无功功率会使得电力系统的电压发生偏离，产生损耗，为保证电力系统正常运行，必须进行无功功率补偿。根据电力系统运行经验，每发出1kW的有功功率，需要补偿1.2～1.4kvar的无功功率才能维持电力系统的正常工作电压。

投切电容器组是产生无功功率简便经济的方法，广泛应用于10kV、35kV和63kV电压等级的电力系统中。在电力系统运行过程中，因电网负载情况波动频繁，为提高电网功率因数、减少谐波、稳定电压和降低供配电的线路损耗，电容器组将会被频繁地投入和切除，电容器组的投切操作主要由电力开关设备来完成。

目前，应用于电力系统无功补偿领域的电力开关设备主要有SF6断路器与真空断路器。由于SF6断路器采用有优良灭弧性能和绝缘性能的SF6气体作为灭弧介质，因此在SF6断路器应用于电力系统无功补偿时，其容性电流开断弧后重击穿概率较低，具有较为可靠的绝缘性能，因此，相较于真空断路器目前广泛采用SF6断路器作为无功补偿操作的电力开关，但频繁的无功补偿投切操作对SF6断路器的触头电寿命有很高的要求，而当前挂网运行的进行无功功率补偿的SF6断路器，在电寿命方面都存在较大问题，而实际工程中SF6断路器一旦超出寿命范围使用，极易发生重击穿，直接威胁电容器组的绝缘性能，给电力系统的安全运行造成隐患。

SF6断路器用于无功补偿的过程中，闭合过程中的高频率高幅值的涌流电弧会严重烧蚀触头表面，此外相对于真空电弧而言，SF6电弧电压较高，因此开断燃弧过程中的电弧能量也相对较高，高能量的开断电弧也会进一步加深触头表面烧蚀程度。且用于无功补偿的SF6断路器操作频繁，由此造成的触头表面烧蚀和材料损失尤为显著，更加造成用于无功补偿的SF6断路器使用寿命偏低。而且，目前真空断路器与SF6断路器配合组成的混合断路器拓扑结构多用于直流开断，在交流电网中的容性负载投切领域混合断路器拓扑结构的相关研究尚处于相对空白状态。

综上所述，提出一种可靠性高、使用寿命长且能应用于交流电网容性负载投切的混合断路器拓扑系统十分有必要。

发明内容

为克服现有应用于电力系统无功补偿领域的电力开关设备如SF6断路器在频繁的无功补偿投切操作时，触头表面容易被涌流电弧烧蚀，造成断路器使用寿命偏低，甚至造成断路器拒动或者开断短路电流失败的重大事故，本发明提出一种用于交流容性负载投切的混合断路器拓扑系统，通过混合断路器之间的开断闭合配合动作，降低断路器触头烧蚀程度，延长使用寿命，提高断路器用于电力系统无功补偿的开断质量及可靠性。

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：