一种高压直流断路器及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种高压直流断路器，包括主电流电路、第一转移电路、第二转移电路、能量吸收电路、磁场发生电路、系统接线端J1和J2，还公开了一种高压直流断路器的控制方法，包括系统正常工作阶段和系统出现短路故障后断路器的工作模式；本发明专利技术能减小系统长期通流损耗，加速分断过程中的电流转移过程，实现机械开关弧后介质可靠恢复，提升断路器的整体分断性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统故障保护
，具体涉及一种高压直流断路器，以及其控制方法。
技术介绍
直流断路器是直流电力系统中的关键保护设备，在系统发生短路故障时担负着快速断开电路、实现故障隔离的重要任务。传统的直流开断方式受其自身开断机制的制约，无法满足高压直流电力系统保护的需求。新型快速直流开断技术一直是直流电力系统中研究的热点和难点，目前主要有固态断路器和混合断路器两种方案。采用纯半导体开关实现的直流固态断路器如图1所示，具有能够无弧快速分断直流电流的优点，然而其分断能力较低，系统长期运行损耗过大。结合快速机械开关和半导体开关构成的混合直流断路器，兼备机械开关良好的静态性能和半导体开关优良的动态特性，分别有零电流开关和零电压开关两种基本类型。参照图2所示，零电流开关通过LC强迫换流电路实现机械开关S电流过零分断，机械开关S电流过零时di/dt很高，弧后介质难以快速恢复，导致大电流分断的可靠性较低。参照图3所示，零电压开关通过机械开关S分断时产生的电弧电压，实现电流向全控型半导体器件IGBT的转移，然后通过IGBT将电流关断；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压直流断路器，包括主电流电路（1）、第一转移电路（2）、第二转移电路（3）、能量吸收电路（4）、磁场发生电路（5）、系统接线端J1和J2，其特征在于：所述的主电流电路（1）、第二转移电路（3）和能量吸收电路（4）并联，并联电路的第一联结端与所述的系统接线端J1连接，并联电路的第二联结端与所述的系统接线端J2连接；所述的主电流电路（1）由真空开关模块VB1和真空开关模块VB2串联构成，所述真空开关模块VB1和真空开关模块VB2是至少由一个真空开关构成的串并联组件，所述的真空开关是基于电磁斥力原理构成的快速真空开关；所述的第一转移电路（2）是至少由一个半导体开关串并联构成的半导体开关组件T，...

【技术特征摘要】
1.一种高压直流断路器，包括主电流电路（1）、第一转移电路（2）、第二转移电路（3）、能量吸收电路（4）、磁场发生电路（5）、系统接线端J1和J2，其特征在于：
所述的主电流电路（1）、第二转移电路（3）和能量吸收电路（4）并联，并联电路的第一联结端与所述的系统接线端J1连接，并联电路的第二联结端与所述的系统接线端J2连接；
所述的主电流电路（1）由真空开关模块VB1和真空开关模块VB2串联构成，所述真空开关模块VB1和真空开关模块VB2是至少由一个真空开关构成的串并联组件，所述的真空开关是基于电磁斥力原理构成的快速真空开关；
所述的第一转移电路（2）是至少由一个半导体开关串并联构成的半导体开关组件T，与所述的真空开关模块VB1并联，所述的半导体开关采用二极管或晶闸管；
所述的第二转移电路（3）是由预充电电容C2、电感L2和控制开关S2依次串联构成的脉冲电流电路，所述的电容C2与电感L2连接的一极为预充电电压正极，所述的控制开关S2采用至少由一个晶闸管或真空触发开关串并联构成的开关组件；
所述的能量吸收电路（4）是由多个压敏电阻单元串并联构成的压敏电阻组件MOV；
所述的磁场发生电路（5）是由预充电电容C1、线圈L1和控制开关S1依次串联构成的脉冲磁场回路，所述的真空开关模块VB1和磁场发生电路（5）之间没有电气连接关系，所述的线圈L1与所述的真空开关模块VB1尽量靠近，线圈L1的法向与真空开关模块VB1中电流方向垂直。
2.根据权利要求1所述的一种高压直流断路器，其特征在于，所述的磁场发生电路（5）中的控制开关S1接通时，所述的电容C1通过所述的线圈L1放电，所述的线圈L1产生与所述真空开关模块VB1中电流方向垂直的横向磁场B。
3.根据权利要求1所述的一种高压直流断路器，其特征在于，所述的半导体开关组件T采用晶闸管反向并联组件T1或二极管桥式电路与单相晶闸管构成的组件T2，所述的第二转移电路（3）采用预充电电容、电感与晶闸管桥构成的桥式转移电路T3，使高压直流断路器实现双向电流分断功能。
4.一种如权利要求1所述的高压直流断路器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)、在直流电力系统正常工作阶段，主电流电路（1）中的真空开关模块VB1和真空开关模块V...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭振东，任志刚，杨晨光，姜楠，朱红桥，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一二研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42