直流断路器的试验装置及其试验方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施方式涉及一种用于验证直流断路器的切断性能的试验装置及其试验方法。
【背景技术】
[0002]将交流变换为直流的变换器使用采用了半导体闸流管等的被称为他励式的变换器，进行了直流输电。近年来，进行了使用了PWM(Pulse Width Modulat1n:脉宽调制)逆变器、转换器等的自励式变换器的研究。
[0003]自励式变换器被恒压控制，因此当在直流系统中发生故障时，如交流系统中的故障那样故障电流增加。当将直流系统设为多端子结构时，要求与在交流系统中使用的断路器同样地切断直流电流的断路器。该直流断路器当前也正在开发中。在开发直流断路器时，为了验证切断性能，必须在模拟了实际的直流系统中假定的故障条件的条件下实施切断试验。因此，需要能够供给与直流系统中的故障电流相当的电流的试验装置。
[0004]作为这样的技术，有英文文献“JURGEN HAFNER，BJORN JACOBSON” Proacti veHybrid HVDC Breaker-A key innovat1n for reliable HVDC grids，，CIGREInternat1nal Symposium in Bologna，2011，，(以下、非专利文南犬I) 0
[0005]非专利文献1:JURGEN HAFNER? BJORN JACOBSON” Proactive Hybrid HVDCBreaker-A key innovat1n for reliable HVDC grids，，CIGRE Internat1nalSymposium in Bologna，201I
【发明内容】
[0006]使用了上述自励式变换器的直流输电中的故障电流的增加的时间常数由从电源至故障点的系统的电感和电阻来决定。在非专利文献I中，为了供给故障电流，在电源电路中插入电容器C，与断路器串联地配置电抗器L，直流电流和故障电流从共用的电源电路供给。在切断故障电流之后，必须对直流断路器的切断部施加规定的恢复电压。在非专利文献I中，电源电路是共用的，因此供给直流电流所需的整流器需要是能够在与恢复电压同等的电压下使用的高压的整流器。但是，当使用高压的整流器时，存在如下问题:试验装置的大型化、设备引入需要高额的设备投资。
[0007]本实施方式的直流断路器的试验装置是为了解决如上所述的课题而做出的，提供一种如果具有短路发电机等的通常的交流断路器的大电力试验设备、则不引入高价且大型化的高压的整流器地能够对直流断路器进行试验的试验装置及其试验方法。
[0008]为了达成上述的目的，用于切断本实施方式的直流电流的直流断路器的试验装置具备以下的结构。
[0009](I)对所述直流断路器供给直流电流的稳定电流供给部。
[0010](2)对所述直流断路器供给比由所述稳定电流供给部供给的直流电流大的交流电流的故障电流供给部。
[0011](3)所述稳定电流供给部和所述故障电流供给部设置在相对于所述直流断路器不同的系统中。
[0012]另外，直流断路器的试验方法也是本发明的一个方式。
【附图说明】
[0013]图1是表示第I实施方式的直流断路器的试验装置的结构的电路图。
[0014]图2是第I实施方式的试验装置的电流波形图，是表示直流电流、故障电流、浪涌吸收器电流的波形图。
[0015]图3是表示第I实施方式的试验时流过的直流电流的电路图。
[0016]图4是表示第I实施方式的试验时流过的直流电流以及故障电流的电路图。
[0017]图5是表示第I实施方式的试验时流过的直流电流、故障电流、以及浪涌吸收器电流的电路图。
[0018]图6是表示第I实施方式的试验时流过的直流电流以及浪涌吸收器电流的电路图。
[0019]图7是表示第I实施方式的试验时流过的电流的电路图。
[0020](附图标记说明)
[0021]1:直流断路器；101:切断部；102:浪涌吸收器;2:短路发电机;3:整流器;4、5:电抗器;6:电阻;7:接通开闭器;8:保护断路器;9:短路发电机；10:直流电流；11:故障电流；12:浪涌吸收器电流。
【具体实施方式】
[0022][第I实施方式]
[0023]以下，参照图1?图3来说明本实施方式的直流断路器的试验装置以及试验方法。此外，在各图中对相同部分附加相同标记，由此适当省略重复的说明。
[0024]本实施方式的直流断路器的试验装置具备对成为试验对象的直流断路器供给直流电流的稳定电流供给部以及供给比由稳定电流供给部所供给的直流电流大的交流电流的故障电流供给部。在针对该直流断路器的试验中，按照以下的次序进行试验。
[0025](I)在试验开始时，从稳定电流供给部对直流断路器供给稳定电流。
[0026](2)接通故障电流供给部的接通开闭部，对直流断路器供给故障电流。
[0027](3)通过直流断路器的切断部来切断电流，并且通过浪涌吸收器来限制故障电流的大小。
[0028](4)通过故障电流供给部的保护断路器来切断被限制后的大小的故障电流。
[0029](5)通过浪涌吸收器使稳定电流衰减。
[0030](整体结构)
[0031]图1是本发明的实施方式的直流断路器的试验装置的电路图。本实施方式的试验装置具备直流断路器1、短路发电机2、整流器3、电抗器4、5、电阻6、接通开闭器7、保护断路器8以及短路发电机9。另外，具备控制部，该控制部掌握构成试验装置的直流断路器1、短路发电机2、接通开闭器7、保护断路器8以及短路发电机9的状态，并且进行它们的控制。
[0032]直流断路器I是将流过直流断路器I内的直流电流以两个不同的方式进行切断的断路器。直流断路器I具备切断部101以及能量吸收部102。切断部101与能量吸收部102并联设置。
[0033]切断部101是进行在电路中流动的电流的切断/接通的开关。作为切断部101，例如能够利用机械地进行切断/接通的机械开关、半导体。
[0034]能量吸收部102是所谓浪涌吸收器(以下设为浪涌吸收器102)。浪涌吸收器102吸收被施加到浪涌吸收器102的过度的高电压的能量。通过浪涌吸收器102，切断部101能够限制切断后的电压的大小。
[0035]对直流断路器I连接对直流断路器I供给稳定电流的稳定电流供给系统以及供给故障电流的故障电流供给系统这2个不同的系统。稳定电流供给系统包含用于向直流断路器I供给直流电流的电源，故障电流供给系统包含故障电流供给用电源。以下，说明本实施方式的直流断路器的试验装置的详细的结构。
[0036](稳定电流供给系统)
[0037]稳定电流供给系统对直流断路器提供直流电流。稳定电流供给系统包含短路发电机2、整流器3、电抗器4以及电阻6。未图示用于将短路发电机2连接到试验电路的接通开闭器以及用于断开的保护断路器。
[0038]短路发电机2是产生短路电流的发电机。从短路发电机2产生的短路电流是交流的电流。在短路发电机2中产生的短路电流被输出给整流器3。
[0039]整流器3是将在短路发电机2中产生的交流电流整流为直流电流的整流器。在试验装置中，构成为作为交流-直流变换部而发挥功能。由整流器3变换后的直流电流经由电抗器4以及电阻6被供给到直流断路器I。
[0040](故障电流供给系统)
[0041]故障电流供给系统对直流断路器I供给故障电流。该故障电流是比从稳定电流供给系统对直流断路器I供给的直流电流大的电流的交流电流。故障电流供给系统包含电抗器5、接通开闭器7、保护断路器8以及短路发电机9。
[0042]短路发电机9是产生短路电流的发电机。短路发电机9与短路发电机2相比具备高压的电源电路，产生比由短路发电机2产生的短路电流大的故障电流。从短路发电机9产生的短路电流经由保护断路器8、接通开闭