直流高速断路器(直流高速断路器电路)

一、直流高速断路器电路

交流电的每个周期都有自然过零点，在过零点容易熄弧；而直流电没有零点，电弧难以熄灭。交流系统灭弧容易，直流系统灭弧比较困难。由于系统不一样、灭弧的原理不同，因此交流断路器与直流断路器在结构和性能上有很大区别。相对于交流断路器，直流断路器需要增加额外的灭弧装置以增强灭弧能力。 区别：

1.直流整流电路过流保护 直流整流电路的过流保护一般考虑采用在交流侧的熔断器或断路器的保护方案，可根据整流电路、负载和直流侧工作电流来选择交流断路器的额定电流、额定电压和分断能力。

2.电池组直流电源的过流保护 举例说明：一电池组的容量为500Ah。最大放电电压240V（110块2.2V的电池串联）。每块电池内阻为0.5mΩ（电池组内阻Ri=55mΩ）。电源在选择断路器时应考虑以下3点： （1）选择断路器的工作电流。I=U/Z，Z为电路和设备阻抗，Z=RiR=U/I，当RmRi，Ri可忽略不计。R=20Ω时，I=240V/20Ω=12A。断路器额定工作电流可选择16A。 （2）选择断路器的额定短路能力。Icu=U/Ri=240V/0.05Ω=4kA。可选择具有6kA或10kA的直流短路保护能力的断路器。如果电池组的内阻未知，可近似计算所选用的断路器的短路保护能力，用公式Ics=KC，C为电池容量，单位为Ah，K为系数，10≤K#lt;20，一般选择10，但不超过20（如，Ics=5kA）。交流断路器可采用多极串联的方式来提高其直流分断能力。 （3）选择断路器的工作电压。可根据电池的放电电压（也认为是直流电路的电源电压）决定所选择断路器的工作电压。断路器的额定工作电压要大于电池组的放电电压。

二、交直流通用断路器

如果没有直流电只能手动合闸了，具体操作步骤是将真空断路器小车摇到工作位置（用手车摇把摇小车），然后再用储能摇把对断路器进行储能，断路器储好能后会有一声响声，听到响声后证明断路器已经储好能，然后用木棒或者是铁棍用力怼断路器面板上的合闸机械按钮。

三、直流断路器 交流断路器

直流断路器和交流断路器的主要差别在于去灭弧能力上。

    因为交流每个周期都有过零点，在过零点容易熄弧，而直流的二次侧电流加热者，则因互感器无法使用于直流电路而不能使用。

    如果过载长延时脱扣器是采用全电磁式(液压式，即油杯式)，则延时脱扣特性要变化，最小动作电流要变大110％—140％，因此，交流全电磁式脱扣器不能用于直流电路(如要用则要重新设计)。

四、高压直流断路器

如没有别的直流负载的话够用了，储能操作机构更用的电流不大，在2A左右!但在壁挂电源没有交流电，充电模块不工作的情况下合闸的次数不能太多！

五、特高压直流断路器

一、特高压直流输电技术的优点

1.经济方面：

（1）线路造价低。对于架空输电线，交流用三根导线，而直流一般用两 根，采用大地或海水作回路时只要一根， 能节省大量的线路建设费用。 对于电缆， 由于绝缘介质的直流强度远高于交流强度， 如通常的油浸纸电缆， 直流的允许工 作电压约为交流的 3 倍，直流电缆的投资少得多。

（2）年电能损失小。直流架空输电线只用两根，导线电阻损耗比交流输 电小；没有感抗和容抗的无功损耗； 没有集肤效应， 导线的截面利用充分。 另外， 直流架空线路的 “空间电荷效应 ”使其电晕损耗和无线电干扰都比交流线路小。

所以，直流架空输电线路在线路建设初投资和年运行费用上均较交流经济。

2. 技术方面：

（1）不存在系统稳定问题，可实现电网的非同期互联。由此可见，在一 定输电电压下， 交流输电容许输送功率和距离受到网络结构和参数的限制， 还须 采取提高稳定性的措施， 增加了费用。 而用直流输电系统连接两个交流系统， 由 于直流线路没有电抗， 不存在上述稳定问题。 因此， 直流输电的输送容量和距离 不受同步运行稳定性的限制，还可连接两个不同频率的系统，实现非同期联网，提高系统的稳定性。

（2）限制短路电流。 如用交流输电线连接两个交流系统， 短路容量增大， 甚至需要更换断路器或增设限流装置。然而用直流输电线路连接两个交流系统， 直流系统的 “定电流控制 '，将快速把短路电流限制在额定功率附近，短路容量不 因互联而增大。

（3）调节快速，运行可靠。直流输电通过可控硅换流器能快速调整有功 功率，实现 “潮流翻转 ”（功率流动方向的改变），在正常时能保证稳定输出，在 事故情况下， 可实现健全系统对故障系统的紧急支援， 也能实现振荡阻尼和次同 步振荡的抑制。 在交直流线路并列运行时， 如果交流线路发生短路， 可短暂增大 直流输送功率以减少发电机转子加速，提高系统的可靠性。

(4)没有电容充电电流。直流线路稳态时无电容电流，沿线电压分布平稳，无空、轻载时交流长线受端及中部发生电压异常升高的现象， 也不需要并联电抗补偿。

(5)节省线路走廊。按同电压500 kV考虑，一条直流输电线路的走廊〜40 m，一条交流线路走廊〜50 m，而前者输送容量约为后者2倍，即直流传输 效率约为交流 2 倍。

二、直流输电技术的不足：

(1)换流装置较昂贵。这是限制直流输电应用的最主要原因。在输送相 同容量时，直流线路单位长度的造价比交流低 ;而直流输电两端换流设备造价比 交流变电站贵很多。这就引起了所谓的 “等价距离 ”问题。

( 2)消耗无功功率多。一般每端换流站消耗无功功率约为输送功率的 40％〜60％,需要无功补偿。

(3)产生谐波影响。 换流器在交流和直流侧都产生谐波电压和谐波电流，使电容器和发电机过热、换流器的控制不稳定，对通信系统产生干扰。

( 4)就技术和设备而言，直流波形无过零点，灭弧困难。目前缺乏直流 开关而是通过闭锁换流器的控制脉冲信号实现开关功能。若多条直流线路汇集一个地区，一次故障也可能造成多个逆变站闭锁， 而且在多端供电方式中无法单独 地切断事故线路而需切断全部线路，从而会对系统造成重大冲击。

(5)从运行维护来说，直流线路积污速度快、污闪电压低，污秽问题较 交流线路更为严重。 与西方发达国家相比，目前我国大气环境相对较差， 这使直 流线路的清扫及防污闪更为困难。 设备故障及污秽严重等原因使直流线路的污闪 率明显高于交流线路。

(6)不能用变压器来改变电压等级。直流输电主要用于长距离大容量输 电、交流系统之间异步互联和海底电缆送电等。与直流输电比较，现有的交流500kV 输电（经济输送容量为1000 kW, 输送距离为 300~500 km ）已不能满足 需要，只有提高电压等级，采用特高压输电方式，才能获得较高的经济效益。

六、直流电源断路器

赛雪龙直流断路器脱扣器工作原理：是利用内置互感器，采集电流信号，并在电子脱扣器内将模拟量转换为数字量，与保护单元内的整定值比较，当超过整定值时，输出脱扣信号，使脱扣线圈动作，作用于分闸机构，是断路器分段。其中，热脱扣和磁脱扣都是直接作用分闸机构，而电子式的是先输出脱扣线圈，驱动分闸机构动作。

七、直流 断路器

低压断路器的主触点是靠手动操作或电动合闸的。主触点闭合后，自由脱扣机构将主触点锁在合闸位置上。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联，欠电压脱扣器的线圈和电源并联。

　　当电路发生短路或严重过载时，过电流脱扣器的衔铁吸合，使自由脱扣机构动作，主触点断开主电路。

　　当电路过载时，热脱扣器的热元件发热使双金属片上弯曲，推动自由脱扣机构动作，主触点断开主电路。

　　当电路欠电压时，欠电压脱扣器的衔铁释放，也使自由脱扣机构动作，主触点断开主电路。

　　当按下分励脱扣按钮时，分励脱扣器衔铁吸合，使自由脱扣机构动作，主触点断开主电路。

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