The invention discloses a magnetic pulse induction transfer type DC circuit breaker and a method for using the same. The DC circuit breaker comprises a main current circuit and current transfer circuit, the main circuit current contains a combination of fast mechanical switches or mechanical switches and power electronic devices, the current transfer circuit comprises a lightning arrester and transformer. The voltage generated by the mutual inductor can directly transfer the current to the lightning arrester, and the process of transferring the current to the capacitor or the power electronic device is omitted. The isolation of the capacitor charging unit and the DC system can significantly reduce the voltage level and the volume of the charging unit and improve the operation reliability. The utility model is characterized in that the utility model uses a power semiconductor device or a trigger gap to form a bridge circuit on the primary side of the current transformer of the current transfer circuit to realize the bidirectional current transfer, and the bridge circuit has the advantages of low voltage and low cost.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于中高压断路器领域。特别地,涉及一种磁脉冲感应转移式直流断路器及其使用方法。
技术介绍
随着直流电力系统容量的不断提升,直流输变电技术蓬勃发展,同时也对系统稳定和安全提出了更高的要求。在电力系统可能会发生的各种故障里面,对于电网危害最大,发生概率很高的就是短路故障。由于直流系统短路电流峰值在很短的时间内就会上升至很高的水平,因此其短路故障的切除和保护是直流系统发展面临的重要问题。直流分断的难点主要体现在两个方面:一是直流电流不像交流电流那样有自然过零点,所以电流过零非常困难,需要人为创造电流过零点;二是短路电流分断过程中直流断路器需要吸收巨大的能量。目前常用的方法是通过转移电容器或者可关断电力电子器件建立反向电压来实现电流开断,对于转移电容器方案,其主要的缺陷是体积大、小电流分断时间长、需要复杂的充放电设备;对于可关断电力电子器件方案,其主要问题是控制复杂、成本高、需要复杂的水冷系统等。因此,如何简化直流断路器结构,降低成本和体积,提高转移效率,实现不同等级电流的快速开断已经成为制约直流断路器发展的核心问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足,本专利技术提出一种磁脉冲感应转移式直流断路器,所述断路器包括主电流电路、转移电流电路和接入端口。所述主电流电路由机械开关、电力电子器件以及限流器中的一个或多个串联或者并联组成,用于连续承载电流或者临时导通电流。所述转移电流电路,用于承受从主电流电路转移过来的电流,包括第一电路和第二电路;所述第一电路包括副边电感器和避雷器,所述副边电感器与避雷器相串联;所述第二电路包括第三电路,所述地三电路由预充电电容和 ...
【技术保护点】
一种磁脉冲感应转移式直流断路器,其特征在于:所述电路包括主电流电路、转移电流电路和接入端口;所述主电流电路由机械开关、电力电子器件以及限流器中的一个或多个串联或者并联组成,用于连续承载电流或者临时导通电流;所述转移电流电路,用于承受从主电流电路转移过来的电流,包括第一电路和第二电路;所述第一电路包括副边电感器(L1)和避雷器,所述副边电感器(L1)与避雷器相串联;所述第二电路包括第三电路(A3),所述地三电路(A3)由预充电电容和电感相串联组成;所述第二电路还包括第一功率半导体器件(B1)、第二功率半导体器件(B2)、第三功率半导体器件(B3)、第四功率半导体器件(B4)和原边电感器(L0);所述第一至第四功率半导体器件(B1,B2,B3,B4)和所述第三电路(A3)组成桥式电路,所述桥式电路与所述原边电感器(L0)串联;所述原边电感器(L0)和副边电感器(L1)组成互感器;所述接入端口用于和外部相连接。
【技术特征摘要】
1.一种磁脉冲感应转移式直流断路器,其特征在于:所述电路包括主电流电路、转移电流电路和接入端口;所述主电流电路由机械开关、电力电子器件以及限流器中的一个或多个串联或者并联组成,用于连续承载电流或者临时导通电流;所述转移电流电路,用于承受从主电流电路转移过来的电流,包括第一电路和第二电路;所述第一电路包括副边电感器(L1)和避雷器,所述副边电感器(L1)与避雷器相串联;所述第二电路包括第三电路(A3),所述地三电路(A3)由预充电电容和电感相串联组成;所述第二电路还包括第一功率半导体器件(B1)、第二功率半导体器件(B2)、第三功率半导体器件(B3)、第四功率半导体器件(B4)和原边电感器(L0);所述第一至第四功率半导体器件(B1,B2,B3,B4)和所述第三电路(A3)组成桥式电路,所述桥式电路与所述原边电感器(L0)串联;所述原边电感器(L0)和副边电感器(L1)组成互感器;所述接入端口用于和外部相连接。2.根据权利要求1所述的直流断路器,其特征在于,优选的,所述机械开关包括基于弹簧机构的普通机械开关、基于电磁斥力的高速机械开关、基于高速电机驱动的机械开关或基于爆炸驱动的高速机械开关中的一种;所述限流器包括超导故障限流器(SFCL)、液态金属限流器(LMFCL)、PTC限流器中的一种。3.根据权利要求1所述的直流断路器,其特征在于:所述避雷器由氧化锌避雷器、管型避雷器或者阀型避雷器的一个或者多个串并联。4.根据权利要求1所述的直流断路器,其特征在于:所述第一电路与主电流电路并联,所述第二电路与第一电路之间选择绝缘或者不绝缘。5.根据权利要求1所述的直流断路器,其特征在于:所述原边电感器(L0)和副边电感器(L1)为空心电感器或含磁芯的电感器,由一个或多个电感串联或并联组成。6.根据权利要求1所述的直流断路器,其特征在于:所述第一至第四功率半导体器件(B1,B2,B3,B4)和所述第三电路(A3)组成桥式电路,所述桥式电路与所述原边电感器(L0)串联的连接关系为:所述第一功率半导体器件(B1)与所述第二功率半导体器件(B2)串联;所述第三功率半导体器件(B3)与所述第四功率半导体器件(B4)串联;所述第一功率半导体器件(B1)与所述第二功率半导体器件(B2)之间具有第一端点;所述第三功率半导体器件(B3)与所述第四功率半导体器件(B4)之间具有第二端点;所述第三电路(A3)连接于所述第一端点和所述第二端点之间;所述第一功率半导体器件(B1)的第一端与所述原边电感器(L0)的第一端以及所述第三功率半导体器件(B3)的第一端连接;所述第一功率半导体器件(B1)的第二端与所述第二功率半导体器件(B2)的第一端和所述第三电路(A3)的第一端连接;所述第三电路(A3)的第二端与所述第三功率半导体器件(B3)的第二端连接...
【专利技术属性】
技术研发人员:荣命哲,吴翊,吴益飞,杨飞,纽春萍,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:发明
国别省市:陕西;61
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