本發(fā)明涉及一種混合型高壓直流斷路器試驗(yàn)系統(tǒng)，包括直流電壓輸出裝置、直流電流輸出裝置和短路電流輸出裝置，直流電壓輸出裝置用于提供分閘后直流斷路器試品承受的直流電壓，直流電流輸出裝置用于提供穩(wěn)態(tài)運(yùn)行電流，短路電流輸出裝置用于提供短路電流。該試驗(yàn)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)只利用其中一個(gè)裝置就能夠進(jìn)行試驗(yàn)的試驗(yàn)項(xiàng)目，也可以實(shí)現(xiàn)通過多個(gè)裝置的配合使用進(jìn)行試驗(yàn)的試驗(yàn)項(xiàng)目，所以，通過三個(gè)裝置的單獨(dú)運(yùn)行或者配合使用，該試驗(yàn)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多種試驗(yàn)項(xiàng)目。因此，該試驗(yàn)系統(tǒng)能夠模擬很多種直流斷路器常見的運(yùn)行環(huán)境，以對(duì)直流斷路器進(jìn)行多方位的試驗(yàn)，進(jìn)而通過試驗(yàn)驗(yàn)證混合型高壓直流斷路器設(shè)計(jì)的合理性和正確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種混合型高壓直流斷路器試驗(yàn)系統(tǒng)，屬于混合型高壓直流斷路器測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

直流輸電技術(shù)發(fā)展已經(jīng)比較成熟，但是相對(duì)于交流輸電系統(tǒng)靈活、多樣的聯(lián)結(jié)方式，目前世界上已運(yùn)行的直流系統(tǒng)絕大多數(shù)仍采用兩端系統(tǒng)，其主要原因就是缺乏實(shí)用的高壓直流斷路器。隨著直流輸電技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，多端直流輸電和直流輸配電電網(wǎng)必然成為新的發(fā)展方向。而作為系統(tǒng)中起著控制和保護(hù)雙重作用的開關(guān)電器，高壓直流斷路器的研制具有十分重要的意義。

目前國家電網(wǎng)正在規(guī)劃建設(shè)的張北直流電網(wǎng)示范工程，近期由4個(gè)柔性直流輸電換流站組成直流電網(wǎng)，遠(yuǎn)期規(guī)劃由7個(gè)柔性直流輸電換流站組成直流電網(wǎng)，要組成直流電網(wǎng)，高壓直流斷路器是必不可少的設(shè)備。

常見的混合型高壓直流斷路器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示，其由三個(gè)支路并聯(lián)組成，分別是主支路、轉(zhuǎn)移支路和耗能支路，主支路由快速機(jī)械開關(guān)串聯(lián)一個(gè)低壓電力電子開關(guān)組成，轉(zhuǎn)移支路由多級(jí)串聯(lián)的高壓電力電子開關(guān)組成，耗能支路由金屬氧化物(MOV)組成。主支路的低壓電力電子開關(guān)由單個(gè)或多個(gè)模塊串聯(lián)組成，模塊由半導(dǎo)體器件及其控制電路組成，其斷態(tài)電壓較低，以保證正常運(yùn)行時(shí)的低損耗，主支路的快速機(jī)械開關(guān)承擔(dān)斷開后斷路器兩端的電壓。轉(zhuǎn)移支路的高壓電力電子開關(guān)由多個(gè)模塊串聯(lián)組成，模塊由半導(dǎo)體器件及其控制電路組成，能夠承受斷路器斷開后兩端的電壓。耗能支路由金屬氧化物避雷器組成，用于在斷路器分閘后吸收來自電網(wǎng)儲(chǔ)能元件的能量(如電感)。

直流系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，混合型直流斷路器動(dòng)作過程如圖2-a至2-c所示，由于該動(dòng)作過程屬于常規(guī)技術(shù)，以下進(jìn)行簡(jiǎn)單說明：

第一階段：主支路通流階段主支路通流，檢測(cè)到短路電流故障時(shí)主支路的低壓電力電子開關(guān)閉鎖，同時(shí)轉(zhuǎn)移支路的電力電子開關(guān)導(dǎo)通，主支路子模塊電容充電建立暫態(tài)電壓，強(qiáng)迫電流換相至轉(zhuǎn)移支路，主支路快速機(jī)械開關(guān)接到分閘命令。

第二階段：轉(zhuǎn)移支路通流階段，短路電流在轉(zhuǎn)移支路中在數(shù)毫秒內(nèi)上升至故障電流峰值，達(dá)到故障電流峰值前主支路快速機(jī)械開關(guān)完成分閘。之后閉鎖轉(zhuǎn)移支路電力電子開關(guān)，轉(zhuǎn)移支路子模塊電容充電建立電壓，當(dāng)電壓超過避雷器啟動(dòng)電壓時(shí)，電流換相至避雷器支路。

第三階段：耗能(避雷器)支路通流階段，短路電流換相至耗能支路后，避雷器殘壓高于系統(tǒng)運(yùn)行電壓，短路電流逐步衰減至零，實(shí)現(xiàn)故障分?jǐn)唷?/p>

混合型高壓直流斷路器作為電力電子技術(shù)領(lǐng)域新型的高端電力裝備，其工作原理和運(yùn)行條件均有別于傳統(tǒng)的交流斷路器以及中低壓應(yīng)用領(lǐng)域的直流斷路器。因此，混合型高壓直流斷路器的性能決定著直流系統(tǒng)的正常運(yùn)行，但是，目前并沒有有效的混合型高壓直流斷路器的檢測(cè)設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種混合型高壓直流斷路器試驗(yàn)系統(tǒng)，用以對(duì)混合型高壓直流斷路器進(jìn)行測(cè)試。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括一種混合型高壓直流斷路器試驗(yàn)系統(tǒng)，包括直流電壓輸出裝置、直流電流輸出裝置和短路電流輸出裝置，所述直流電壓輸出裝置用于提供分閘后直流斷路器試品承受的直流電壓，所述直流電流輸出裝置用于提供穩(wěn)態(tài)運(yùn)行電流，所述短路電流輸出裝置用于提供短路電流，所述直流電壓輸出裝置、直流電流輸出裝置和短路電流輸出裝置均有用于輸出連接直流斷路器試品的輸出端口。