[发明专利]一种发电机出口大容量快速断路器

说明书

本发明提出一种发电机出口大容量快速断路器，所述发电机出口断路器三相结构相同且独立。以一相为例有额定通流模块、转移模块、限流模块、快速开断模块。所述转移、限流、快速开断模块串联后与额定通流模块并联。所述转移模块由磁耦合与电力电子组件串联。所述限流模块与电力电子组件并联。所述额定通流模块由快速断路器组成。当系统短路故障时，额定通流模块打开，电流转至转移模块，限流模块限流，快速开断模块完成电流开断。本发明提出大容量快速断路器方案解决了电力电子器件超大电流关断问题，显著提高开断能力，避免使用更高功率电力电子器件降低成本，使得所述断路器具备通流容量大，散热好，短路电流关断能力强，可靠性高，快速限流能力。

技术领域

本发明属于电气设备技术领域，尤其涉及一种发电机出口大容量快速断路器，通过设计转移模块、限流模块以及快速开断模块开发了一种关断能力强，可靠性高，实现快速限流的大容量快速断路器。

背景技术

传统发电机出口断路器通常为六氟化硫断路器，六氟化硫断路器存在开断时间长，短路电流峰值过大，进而造成较大的系统冲击，对系统内其他元器件容易造成不可估量的损失。随着供电系统的进一步发展，需要开断的电流等级不断提高，这对发电机出口断路器的关断能力提出了更高的要求，传统六氟化硫断路器存在的弊端更加显现，不可忽视。在这种应用背景下，发电机出口断路器必须具备超大电流关断能力，可靠性高、快速限流等特点。因此，本发明提出了一种新型的发电机出口大容量快速断路器，包括转移模块、限流模块以及快速开断模块，可实现短路电流的快速限流和开断，适用于大容量发电机出口短路故障的快速保护。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足或缺陷，本发明的目的在于提供一种新型的发电机出口大容量快速断路器。通过对转移模块、限流模块以及快速开断模块的设计，利用磁耦合模块换流到电力电子组件，利用电流转移过程电力电子器件暂态通断给吸收电容存储电压；当电力电子器件需要关断超大电流时，先控制半控型器件放电，辅助电流转移，并最终通过限流模块将电流限制在一定大小后通过快速开断模块开断。解决了电力电子器件超大电流关断的问题，显著提高开断能力，避免使用更高功率电力电子器件，降低制造成本，使得所述发电机出口大容量快速断路器具备，通流容量大，散热好，短路电流开断关断能力强，可靠性高，实现快速限流的能力。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。

本发明的一方面，一种发电机出口大容量快速断路器，所述发电机出口断路器的三相结构相同，以其中一相为例，包括额定通流模块、转移模块、限流模块、快速开断模块这四个部分。所述转移模块、限流模块、快速开断模块串联后与额定通流模块并联。所述转移模块由磁耦合模块与电力电子组件串联组成。所述磁耦合模块原边为多个串联，副边为一个或多个串并联的结构。所述限流模块与电力电子组件并联，是并联在每个电力电子组件两端或者整个电力电子组件两端。所述电力电子组件由缓冲吸收支路、二极管、全控型电力电子器件，是电力电子器件级联或桥式串联组成。所述快速开断模块由快速断路器组成，其断口灭弧为介质为真空，六氟化硫，或者环保灭弧介质，断口为一个或多个的串并联。当系统发生短路故障时，额定通流模块打开，电流转至转移模块，限流模块完成限流，最终由快速开断模块完成电流开断。所述额定通流模块组成电路1。所述转移模块包括磁耦合模块及电力电子组件部分。所述磁耦合模块包括副边电路2及原边电路3，原边串联了半控型电力电子器件。所述磁耦合模块原边为多个串联，副边为一个或多个串并联的结构。所述电力电子组件部分由吸收缓冲支路、二极管、全控型电力电子器件并联，是电力电子器件级联或桥式串联组成。所述二极管包括二极管VD1,VD2,VD3,VD4组成的电路4,5,6,7；所述全控型电力电子器件组成的电路8。所述吸收缓冲支路包括二极管组成的电路9，电容组成的电路11，半控型器件组成的电路10；所述限流模块的限流电阻组成的电路12，所述快速开断模块的快速断路器组成的电路13。