一种快速机械开关的可控驱动电路及重合闸快分方法与流程

本申请涉及直流开关设备，特别是涉及一种快速机械开关的可控驱动电路及重合闸快分方法。

背景技术：

1、目前，在中高压直流断路器的工程应用以机械式、混合式两种技术路线为主，直流故障电流快速上升的特性，决定了不论何种技术路线的直流断路器，需配备具有ms级分断速度的快速开关设备。显而易见，常规操作机构如液压、弹簧等，因机械传动部件固有的响应时间通常在数个ms以上，再加上开关自身的动作时间难以满足上述快速开关数ms级别分闸速度的需求。因此，采用具有μs级响应速度的汤姆森线圈作为驱动机构是目前的普遍做法，相关领域的研究、试验发展迅速。直流断路器在考虑重合闸的工况下必须依靠机械开关的快速重合闸功能。往往具备重合闸功能的快速机械开关都必须具备两套充放电电路装置，这样既是对设备空间体积的浪费，又会在一定程度上增加成本。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的问题，本公开提供了一种快速机械开关的可控驱动电路及重合闸快分方法。

2、根据本申请的一个方面，提供了一种快速机械开关的可控驱动电路，包括：储能电容、igbt、二极管、驱动线圈、mov-c动态缓冲支路和避雷器支路，其中

3、储能电容充电为中压快速机械开关运动提供能量，其负极接公共端；

4、igbt的c极与储能电容的正极相连，e极与驱动线圈的一端相连接；

5、二极管与igbt反并联；

6、mov-c动态缓冲支路与igbt并联；

7、避雷器支路与igbt并联；

8、储能电容负极与驱动线圈另一端相连。

9、可选地，避雷器支路包括第一避雷器。

10、可选地，mov-c动态缓冲支路由第二避雷器和电容串联组成。

11、可选地，驱动线圈由等效电阻和等效电感组成。

12、根据本申请的另一个方面，提供了一种由上述可控驱动电路实现的快速机械开关重合闸快分方法，包括：

13、在储能电容中充预定电压，导通igbt，为驱动线圈通入脉冲电流；

14、根据驱动线圈通过的脉冲电流产生涡流，排斥快速机械开关的斥力盘远离，实现快速机械开关的第一次分闸；

15、当快速机械开关达到运动要求时igbt关断，电流先换流至mov-c缓冲电路，当igbt两端电压高于避雷器支路额定电压后，电流逐渐换流至避雷器支路，并在能量完全吸收后下降至0；

16、当需要重合闸需要第二次分闸时，通过igbt控制导通使得储能电容放电再一次驱动斥力盘，实现快速机械开关的第二次分闸。

17、从而，本申请提供一种快速机械开关的可控驱动电路，包括：储能电容、igbt、二极管、mov-c缓冲支路和吸能避雷器支路，利用全控型器件igbt进行回路中电流的关断，由于回路线圈电感较大，所以关断过电压较高，设计中在igbt-二极管反并联模块两端并入mov-c缓冲电路和吸能避雷器支路，其目的为电力电子器件关断时，电流先换流至mov-c缓冲电路，当器件两端电压高于避雷器支路额定电压后，电流逐渐换流至避雷器支路，并在能量完全吸收后下降至0。本发明仅用一套分闸驱动电路可以实现重合闸后快分的功能，其工作原理为第一次分闸时利用igbt进行储能电容放电，放电后电容中剩余部分电量，第二次分闸时利用igbt进行放电，利用剩余部分能量驱动机构分闸。。

18、根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。

技术特征：

1.一种快速机械开关的可控驱动电路，其特征在于，包括：储能电容(c)、igbt(t)、二极管(d)、驱动线圈、mov-c动态缓冲支路和避雷器支路，其中

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述避雷器支路包括第一避雷器(mov)。

3.根据权利要求1所述的可控驱动电路，其特征在于，所述mov-c动态缓冲支路由第二避雷器(mov1)和电容(c0)串联组成。

4.根据权利要求1所述的可控驱动电路，其特征在于，所述驱动线圈由等效电阻(r)和等效电感组成。

5.一种利用权利要求1-4任意一项所述的可控驱动电路实现的快速机械开关重合闸快分方法，其特征在于，包括：

技术总结
本申请公开了一种快速机械开关的可控驱动电路及重合闸快分方法。快速机械开关的可控驱动电路，包括：储能电容、IGBT、二极管、驱动线圈、MOV‑C动态缓冲支路和避雷器支路，其中储能电容充电为中压快速机械开关运动提供能量，其负极接公共端；IGBT的C极与储能电容的正极相连，E极与驱动线圈的一端相连接；二极管与IGBT反并联；MOV‑C动态缓冲支路与IGBT并联；避雷器支路与IGBT并联；储能电容负极与驱动线圈另一端相连。

技术研发人员：兰剑,王承玉,冯英,李伟,刘凯
受保护的技术使用者：中国电力科学研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5