一种适用于混合式直流断路器的电流转移装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种适用于混合式直流断路器的电流转移装置及方法，电流转移装置包括预充电电容、四个快速导通开关、原边线圈L1和副边线圈L2，其中预充电电容和四个快速导通开关与原边线圈构成电气回路，所述副边线圈L2两端作为装置的输出端，以连接到混合式直流断路器中；电流转移装置能够在混合式直流断路器开断电流时，保证机械开关支路电流快速转移到固态直流断路器支路，最后由固态直流断路器开断电流。与现有技术相比，本发明专利技术实施简单有效、成本低且能够降低混合式直流断路器正常运行时的运行损耗。

A current transfer device and method for Hybrid DC circuit breakers

The invention discloses a current transfer device and a method for a hybrid DC circuit breaker. The current transfer device comprises a pre-charged capacitor, four fast conduction switches, a primary side coil L1 and a secondary side coil L2, wherein the pre-charged capacitor, four fast conduction switches and the primary side coil constitute an electrical circuit, and the secondary side coil L2 is two. The terminal acts as the output end of the device to be connected to the hybrid DC circuit breaker; the current transfer device can ensure the fast transfer of the mechanical switching branch current to the solid-state DC circuit breaker branch when the hybrid DC circuit breaker turns off the current, and finally the solid-state DC circuit breaker turns off the current. Compared with the prior art, the invention has the advantages of simple and effective implementation, low cost and can reduce the operation loss of the hybrid DC circuit breaker when it is in normal operation.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于混合式直流断路器的电流转移装置及方法
本专利技术涉及电力电子
，具体涉及一种适用于混合式直流断路器的电流转移装置及方法。
技术介绍
多端直流输电技术能够实现多电源供电、多落点受电，是一种灵活、快捷、经济的输电方式。特别是基于电压源型换流器的柔性直流输电技术的出现使得多端高压直流电网的筹建发展成为可能，具有快速开断直流故障电流和隔离故障功能的直流断路器是实现多端高压直流电网必不可少和至关重要的核心设备。直流系统中短路故障发生后，短路电流上升非常快，要求高压直流断路器能快速开断，并将高压直流电网与故障线路隔离。基于电压源型换流站的多端直流输电系统的快速发展亟需直流断路器能够快速隔离直流侧故障线路，保证各换流站正常运行。目前混合式直流断路器以其损耗低、可靠性高的特点受到广泛光柱，并已实际应用于工程项目。混合式直流断路器主要包括快速机械开关支路、固态直流断路器支路和耗能吸收支路。线路正常运行时，电流由机械开关之路导通；当检测到线路故障时，电流由快速机械开关支路转移到固态直流断路器支路，最终由固态直流断路器开断电流。混合式直流断路器开断电流时，电流能够可靠快速由机械开关支路转移到固态直流断路器支路是混合式直流断路器成功开断电流的前提条件。因此，研究适用于混合式直流断路器的电流转移装置及方法具有重大意义。目前，混合式直流断路器的电流转移是由辅助电子开关完成的。如图1所示，辅助电子开关与快速机械开关串联组成机械开关支路。线路正常运行时，电流流过机械开关支路；当检测到故障时，给固态直流断路器发到通命令的同时，给辅助电子开关发关断命令，辅助电子开关关断时产生的瞬态恢复电压使固态直流断路器导通，从而实现电流的转移。该种混合式直流断路器由于辅助电子开关长期导通电流，导致混合式直流断路器运行损耗增加，且需要为其加装冷却装置；辅助电子开关一般由多个全控器件串并联组成及具备导通和关断双向电流的能力，辅助电子开关本体和冷却装置成本较高。
技术实现思路
为了克服现有混合式直流断路器的缺陷，本专利技术的目的是提供一种适用于混合式直流断路器的电流转移装置及方法，能够有效地降低混合式直流断路器的运行损耗及成本投入，并保证电流从机械开关支路成功转移到固态直流断路器支路。为了解决上述问题，本专利技术采用如下技术方案：一种适用于混合式直流断路器的电流转移装置，包括预充电电容C、四个快速导通开关、原边线圈L1和副边线圈L2；预充电电容C、四个快速导通开关和原边线圈L1构成电气回路，通过控制四个快速导通开关使预充电电容器C通过原边线圈L1放电，原边线圈L1和副边线圈L2电器上相互耦合，所述副边线圈L2的两端作为装置的引出端子，连接到混合式直流断路器中；通过控制四个快速导通开关使预充电电容器C通过原边线圈L1放电，副边线圈L2上感应出电动势，副边线圈L2强迫混合式直流断路器中机械开关支路的电流转移至固态直流断路器支路。进一步，四个快速导通开关包括T1、T2、T3、T4，快速导通开关T1的阴极与T2的阳极相连接，T3的阴极与T4的阳极相连接，T1与T3的阳极相连接，T2与T4的阴极相连接；所述预充电电容C的正极与T1和T3的阳极相连接，预充电电容C的负极与T2和T4的阴极相连接；所述原边线圈L1的两端分别与T1的阴极和T2的阳极、T3的阴极和T4的阳极相连接。进一步，四个快速导通开关为晶闸管、IEGT或真空触发间隙。进一步，四个快速导通开关的导通时间为微妙级。一种适用于混合式直流断路器电流转移方法，混合式直流断路器机械开关触头拉开一定距离时四个快速导通开关导通、使预充电电容器C通过原边线圈L1放电，在所述副边线圈L2上感应出电动势；所述副边线圈L2上感应出的电动势强迫混合式直流断路器中机械开关支路的电流转移到固态直流断路器支路，机械开关中电流过零，机械开关电弧熄灭。进一步，四个快速导通开关包括T1、T2、T3、T4，快速导通开关T1的阴极与T2的阳极相连接，T3的阴极与T4的阳极相连接，T1与T3的阳极相连接，T2与T4的阴极相连接；所述预充电电容C的正极与T1和T3的阳极相连接，预充电电容C的负极与T2和T4的阴极相连接；所述原边线圈L1的两端分别与T1的阴极和T2的阳极、T3的阴极和T4的阳极相连接；根据混合式直流断路器中流过的电流方向不同，控制所述快速导通开关T1和T4或T2和T3导通，控制所述原边线圈L1中电流方向，进而控制所述副边线圈上感应出的电动势方向。进一步，所述副边线圈L2串联在混合式直流断路器的机械开关支路，线路正常运行时所述副边线圈L2中有电流流过。进一步，所述副边线圈L2串联在混合式直流断路器的固态直流断路器支路，线路正常运行时所述副边线圈L2中无电流流过。本专利技术的适用于混合式直流断路器的电流转移装置及方法，电流转移装置包括预充电电容、四个快速导通开关、原边线圈L1和副边线圈L2，其中预充电电容和四个快速导通开关与原边线圈构成电气回路，所述副边线圈L2两端作为装置的输出端，以连接到混合式直流断路器中；电流转移装置能够在混合式直流断路器开断电流时，保证机械开关支路电流快速转移到固态直流断路器支路，最后由固态直流断路器开断电流。与现有技术相比，本专利技术实施简单有效、成本低且能够降低混合式直流断路器正常运行时的运行损耗。本专利技术提供的适用于混合式直流断路器的电流转移装置，能够有效地降低混合式直流断路器的运行损耗及成本投入，并保证电流从机械开关支路成功转移到固态直流断路器支路。进一步地，所述适用于混合式直流断路器的电流转移装置可根据混合式直流断路器中电流方向，采用不同的控制方法，完成混合式直流断路器中不同方向(双向)电流的转移。附图说明图1为现有技术中的使用辅助电力电子开关实现电流转移的混合式直流断路器的结构示意图；图2为本专利技术适用于混合式直流断路器的电流转移装置的结构示意图；图3为本专利技术适用于混合式直流断路器的电流转移装置的结构示意图；图4为本专利技术适用于混合式直流断路器的电流转移装置另一种具体实施例的结构示意图。具体实施方式为更明清晰确地阐述本专利技术的目的、技术方案和优点，下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术提出的一种适用于混合式直流断路器的电流转移装置及方法进行清楚、完整地说明。图2为本专利技术实施例提出的一种适用于混合式直流断路器的电流转移装置的结构示意图。如图2所示，适用于混合式直流断路器的电流转移装置包括：预充电电容C、四个快速导通开关，原边线圈L1和副边线圈L2；其中预充电电容C、和四个快速导通开关、原边线圈L1构成电气回路，副边线圈L2两端作为装置的引出端子，以连接到混合式直流断路器中。四个快速导通开关包括T1、T2、T3、T4，快速导通开关T1的阴极与T2的阳极相连接，T3的阴极与T4的阳极相连接，T1与T3的阳极相连接，T2与T4的阴极相连接；所述预充电电容C的正极与T1和T3的阳极相连接，预充电电容C的负极与T2和T4的阴极相连接；所述原边线圈L1的两端分别与T1的阴极和T2的阳极、T3的阴极和T4的阳极相连接。本专利技术提供的适用于混合式直流断路器的电流转移装置中，原边线圈L1和副边线圈L2电器上是相互耦合的。本专利技术提供的适用于混合式直流断路器的电流转移装置中，四个快速导通开关处于关断状态时能够耐受预充电电容C上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于混合式直流断路器的电流转移装置，其特征在于：包括预充电电容C、四个快速导通开关、原边线圈L1和副边线圈L2；预充电电容C、四个快速导通开关和原边线圈L1构成电气回路，通过控制四个快速导通开关使预充电电容器C通过原边线圈L1放电，原边线圈L1和副边线圈L2电器上相互耦合，所述副边线圈L2的两端作为装置的引出端子，连接到混合式直流断路器中；通过控制四个快速导通开关使预充电电容器C通过原边线圈L1放电，副边线圈L2上感应出电动势，副边线圈L2强迫混合式直流断路器中机械开关支路的电流转移至固态直流断路器支路。

【技术特征摘要】
1.一种适用于混合式直流断路器的电流转移装置，其特征在于：包括预充电电容C、四个快速导通开关、原边线圈L1和副边线圈L2；预充电电容C、四个快速导通开关和原边线圈L1构成电气回路，通过控制四个快速导通开关使预充电电容器C通过原边线圈L1放电，原边线圈L1和副边线圈L2电器上相互耦合，所述副边线圈L2的两端作为装置的引出端子，连接到混合式直流断路器中；通过控制四个快速导通开关使预充电电容器C通过原边线圈L1放电，副边线圈L2上感应出电动势，副边线圈L2强迫混合式直流断路器中机械开关支路的电流转移至固态直流断路器支路。2.根据权利要求1所述的新型的适用于混合式直流断路器的电流转移装置，其特征在于：四个快速导通开关包括T1、T2、T3、T4，快速导通开关T1的阴极与T2的阳极相连接，T3的阴极与T4的阳极相连接，T1与T3的阳极相连接，T2与T4的阴极相连接；所述预充电电容C的正极与T1和T3的阳极相连接，预充电电容C的负极与T2和T4的阴极相连接；所述原边线圈L1的两端分别与T1的阴极和T2的阳极、T3的阴极和T4的阳极相连接。3.根据权利要求1所述的新型的适用于混合式直流断路器的电流转移装置，其特征在于：四个快速导通开关为晶闸管、IEGT或真空触发间隙。4.根据权利要求1所述的新型的适用于混合式直流断路器的电流转移装置，其特征在于：四个快速导通开关的导通时间为微妙级。5.一种基于权利要求1电流转移装置的适用于混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：苟锐锋，王江涛，孙银山，封磊，杨晓平，任军辉，张万荣，李超，
申请(专利权)人：中国西电电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61