[发明专利]一种耦合负压式高压直流断路器供能系统

说明书

一种耦合负压式高压直流断路器的供能系统，包括两台UPS、一送能开关柜、一对地主供能变压器、主支路供能子系统以及转移支路供能子系统；所述两台UPS并联运行，输入端分别通过自动转换开关ATS与两路站用电相连，输出端并联连接后经送能开关柜与对地主供能变压器的输入端相连；对地主供能变压器的输出端分别与主支路供能子系统、转移支路供能子系统相连；其中，所述对地主供能变压器对地绝缘水平与耦合负压式高压直流断路器对地绝缘水平相同。本发明对地主供能变压器布置在耦合负压式高压直流断路器外侧地基上，便于安装及维护，安全可靠；双路市电供电，确保供能系统的可靠性；两台UPS并联运行保证供能系统电能质量以及提高了供能系统的稳定性。

技术领域

本发明属于电力系统直流输电技术领域，涉及一种耦合负压式高压直流断路器供能系统，通过不间断供电系统和开关柜实现不间断供电，通过三种电压等级的供能变压器实现直流断路器主支路和转移支路隔离供能，通过开关柜软启动限制浪涌电流以及在供能隔离变压器21输出侧并联浪涌保护器和电容器的方法提高供能系统可靠性。

背景技术

近几年，多端柔性直流输电工程发展迅速，柔性直流输电工程为远距离大容量输电、大规模间歇性清洁电源接入、多直流馈入、海上或偏远地区孤岛系统供电、构建直流输电网络等提供了安全高效的解决方案。

由于多端直流系统中没有大电流快速开断的直流断路器，直流电网切除直流故障电流的保护措施主要是闭锁换流器或开断交流侧断路器。如能在多端直流系统中安装毫秒级开断大电流的直流断路器，快速切除故障设备或线路，就可以保证直流系统非故障部分的稳定运行，极大地提高系统可靠性，因此，研发直流断路器是发展直流电网的关键技术。

基于模块化多电平或级联多电平换流器换流的直流断路器在电力系统中能可靠应用的关键技术难题之一是工作在高电位的电压源换流器子单元控制器、主支路机械开关控制器等设备的可靠供电问题。传统供电方式可分为“地电位送能”与“高电位取能”两种，由于断路器设备或子单元模块均运行在不同的高电位，且稳态下端间基本不承压，因此其控制器供电方式无法像常规换流阀一样进行高电位取能。目前，高压直流断路器的供能方式主要有激光隔离供能、太阳能供能以及电磁隔离供能，激光供能系统所能提供的能量有限，太阳能受外界因素影响较大，因此前两种供能方式无法满足直流断路器的供能需求，只有电磁隔离供能能够提供可靠稳定的千瓦级能量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，是提供一种耦合负压式高压直流断路器的供能系统总体设计方案，并提供不间断电源(UPS)和开关柜设计方案、主支路和转移支路供能子系统设计方案、对地主供能变压器设计方案以及为提高供能系统可靠性采取的措施。

为解决上述技术问题，本发明具体采用以下技术方案。

一种耦合负压式高压直流断路器的供能系统，所述耦合负压式直流断路器包括主支路、转移支路和耗能支路三部分；其特征在于：

耦合负压式高压直流断路器的供能系统包括两台UPS、一送能开关柜、一对地主供能变压器、主支路供能子系统以及转移支路供能子系统；

所述两台UPS并联运行，输入端分别通过自动转换开关ATS与两路站用电相连，输出端并联连接后经送能开关柜与对地主供能变压器的输入端相连；

对地主供能变压器的输出端分别与主支路供能子系统、转移支路供能子系统相连；

其中，所述对地主供能变压器对地绝缘水平与耦合负压式高压直流断路器对地绝缘水平相同。

本发明进一步包括以下优选方案。

每台UPS配各自的蓄电池组，依次通过隔离开关、自动转换开关ATS连接到第一站用电和第二站用电；

在UPS正常运行时，两台UPS通过各自内部的并机模块以及所控制的互联开关实现并机运行；