一种具有自供能能力的组合式高压直流断路器及其自供能方法技术

本发明专利技术公开了一种具有自供能能力的组合式高压直流断路器及其自供能方法，其针对传统组合式高压直流断路器的日常通流支路进行了改进，将负载转移开关由原有的IGBT串联变为全桥子模块串联，同时设计了相应的自供能方法，使子模块中的电容在正常工况下带电运行。本发明专利技术断路器拓扑的负载转移开关直接通过其子模块电容取能，无需外部供电，避免了工程中难以克服的绝缘问题，可提升断路器在高压直流电网中的应用前景。

With a self powered ability combined high voltage DC circuit breaker and its energy strategy

The invention discloses a self powered capability of combined high voltage DC circuit breaker and its energy strategy, the daily pass for the traditional combined high voltage DC circuit breaker flow branch was improved, the load transfer switch from the original IGBT series into full bridge sub modules in series, and design the corresponding confession can make the strategy, the operation sub module capacitor charged in normal conditions. The load transfer switch circuit breaker topology directly through the sub module capacitor can take, no external power supply, avoiding the insulation problems difficult to overcome in engineering application, can improve the circuit breaker in the high voltage DC power system.

【技术实现步骤摘要】
一种具有自供能能力的组合式高压直流断路器及其自供能策略
本专利技术属于电力电子系统
，具体涉及一种具有自供能能力的组合式高压直流断路器及其自供能策略。
技术介绍
直流电网的直流故障自清除能力是关乎直流电网发展前景的重要技术难题。与传统的交流输电相比，研制适用于直流电网的高压直流断路器主要存在两点技术难度：(1)直流电网阻尼较低，其故障发展速度更快，这对于断路器的动作速度提出了较高要求；(2)由于直流输电没有电流过零点，因此其故障电弧更难熄灭。目前高压直流断路器的研究方案主要集中于三种类型，分别是基于常规开关的传统机械式断路器、基于纯电力电子器件的固态断路器和基于二者结合的混合式断路器。其中，混合式高压直流断路器结合了前两种断路器的优点，既具备较低的通态损耗，又有很快的分断速度，具有良好的应用前景。ABB公司于2012年宣布其开发出世界首台混合式高压直流断路器，该断路器由超快速机械开关、电流转移开关以及主断路器三部分组成，额定电压为320kV，开断时间为5ms，电流开断能力约为9kA。虽然该断路器具有较好的动作性能，然而对于直流线路数量较多、网架结构复杂的直流电网，该断路器将带来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有自供能能力的组合式高压直流断路器，其特征在于：包括一条故障断流支路和多条日常通流支路；所述故障断流支路包括主动短路式断流开关和隔离开关，隔离开关的一端接在换流站的直流母线上，另一端与主动短路式断流开关的高压端相连，主动短路式断流开关的低压端接地；所述日常通流支路包括超快速机械开关、负载转移开关以及辅助放电开关，超快速机械开关的一端接在所述直流母线上，另一端与负载转移开关的一端相连，负载转移开关的另一端与辅助放电开关的高压端以及对应直流输电线路相连，辅助放电开关的低压端接地；所述负载转移开关由至少一个全桥子模块串联而成，所述全桥子模块由四个带反并联二极管的IGBT管T1～T4和一个子模块...

【技术特征摘要】
1.一种具有自供能能力的组合式高压直流断路器，其特征在于：包括一条故障断流支路和多条日常通流支路；所述故障断流支路包括主动短路式断流开关和隔离开关，隔离开关的一端接在换流站的直流母线上，另一端与主动短路式断流开关的高压端相连，主动短路式断流开关的低压端接地；所述日常通流支路包括超快速机械开关、负载转移开关以及辅助放电开关，超快速机械开关的一端接在所述直流母线上，另一端与负载转移开关的一端相连，负载转移开关的另一端与辅助放电开关的高压端以及对应直流输电线路相连，辅助放电开关的低压端接地；所述负载转移开关由至少一个全桥子模块串联而成，所述全桥子模块由四个带反并联二极管的IGBT管T1～T4和一个子模块电容构成；其中，IGBT管T1的发射极与IGBT管T2的集电极相连并作为子模块面向超快速机械开关一侧的连接端口A，IGBT管T1的集电极与IGBT管T3的集电极以及子模块电容的一端相连，IGBT管T2的发射极与IGBT管T4的发射极以及子模块电容的另一端相连，IGBT管T3的发射极与IGBT管T4的集电极相连并作为子模块面向辅助放电开关一侧的连接端口B，IGBT管T1～T4的基极接IGBT驱动电路所提供的开关控制信号。2.根据权利要求1所述的组合式高压直流断路器，其特征在于：所述主动短路式断流开关由多个开关单元串联而成，所述的开关单元由多个带反并联二极管的IGBT管串联后与一个避雷器并联构成。3.根据权利要求1所述的组合式高压直流断路器，其特征在于：所述辅助放电开关由多个带反并联二极管的晶闸管串联后与一个避雷器并联构成。4.如权利要求1～3任一权利要求所述组合式高压直流断路器的自供能策略，包括如下过程：(1)换流站充电完毕并完成启...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐政，刘高任，肖晃庆，肖亮，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33