一种零电压直流断路器及投入分断方法技术

公开了一种零电压直流断路器及投入分断方法，零电压直流断路器包括主电流回路、电流转移支路、过电压限制支路、合闸辅助支路、隔离开关V1、在线监测系统、控制系统、出线端A1和A2，当在线监测系统监测到直流系统状态异常或所述控制系统发出分闸指令时，控制系统向快速机械开关S1发出分闸动作指令，快速机械开关S1开始动作，由于快速机械开关S1的响应特性使得快速机械开关S1仍处于闭合状态，然后依照在线监测系统返回的信息，根据正常分闸或是短路分闸需求，半控型功率半导体器件T1或是半控型功率半导体器件T2导通，强迫电流向电流转移支路转移，随着电流转移支路电压增加，过电压限制支路导通完成直流开断。

Zero voltage DC circuit breaker and input breaking method

Disclosed is a zero voltage and input DC circuit breaker breaking method, zero voltage DC circuit breaker comprises a main current loop, current transfer circuit, overvoltage, auxiliary branch, branch closing isolation switch V1, on-line monitoring system, control system, terminal A1 and A2, when a switching instruction in line monitoring system to monitor the abnormal state of the DC system or the control system, the control system sends out the instruction to the rapid breaking action of mechanical switch S1, rapid mechanical switch S1 into action, due to rapid response characteristics of mechanical switch S1 makes quick mechanical switch S1 is still in the closed state, and then returned in accordance with the on-line monitoring system of information, according to the normal tripping or short circuit tripping demand, semi controlled power semiconductor devices T1 or semi controlled power semiconductor devices T2 conduction, forced transfer of current to the current branch As the current transfer branch voltage increases, the overvoltage limit branch is turned on and the DC switching is completed.

【技术实现步骤摘要】
一种零电压直流断路器及投入分断方法
本专利技术涉及零电压直流断路器及其投入分断方法，特别通过改变触发转移支路的半控型功率半导体器件的时序，来满足不同分断需求的功能。
技术介绍
混合式直流断路器具有通流能力强、关断速度快、通态损耗小等优点，近年来一直是业界研究热点。现阶段的混合式直流断路器大多通过制造和短路电流相反的振荡电流制造人工过零点，从而实现直流分段的目的。振荡式的直流断路器存在机械开关打开之后断口电压快速增加，造成断口重击穿，从而造成直流开断失败。因此控制断口电压上升速率是增加直流开断稳定性的关键因素。另一方面，直流断路器面临着寿命有限，合闸存在预计穿等问题。通常而言，断路器分断包括正常分断和短路分段两种任务。相比于短路分段，正常分断压力较小，不需要电流快速转移，分断时间要求不高。在这种正常情况下，降低分断速度可以满足分断需求，同时提高断路器分断次数，增加断路器寿命。在
技术介绍
部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的不足或缺陷，本专利技术的目的在于提供一种新型的零本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种零电压直流断路器，所述断路器包括主电流回路、电流转移支路、过电压限制支路、合闸辅助支路、隔离开关V1、在线监测系统、控制系统、出线端A1和A2，并且主电流回路、合闸辅助支路、电流转移支路以及过电压限制支路并联，系统电流从出线端A1流入，从出线端A2流出，其特征在于：所述主电流回路设有快速机械开关S1，其中，所述快速机械开关S1断口一端和二极管D2正极相连，另一端和出线端A1相连，二极管D2负极和出线端A2相连，快速机械开关S1两端并联二极管D1；所述电流转移支路中，半控型功率半导体器件T1正极和电感相对较大的电感L1相连，负极和隔离开关V1相连；半控型功率半导体器件T2正极和电感相对较小的...

【技术特征摘要】
1.一种零电压直流断路器，所述断路器包括主电流回路、电流转移支路、过电压限制支路、合闸辅助支路、隔离开关V1、在线监测系统、控制系统、出线端A1和A2，并且主电流回路、合闸辅助支路、电流转移支路以及过电压限制支路并联，系统电流从出线端A1流入，从出线端A2流出，其特征在于：所述主电流回路设有快速机械开关S1，其中，所述快速机械开关S1断口一端和二极管D2正极相连，另一端和出线端A1相连，二极管D2负极和出线端A2相连，快速机械开关S1两端并联二极管D1；所述电流转移支路中，半控型功率半导体器件T1正极和电感相对较大的电感L1相连，负极和隔离开关V1相连；半控型功率半导体器件T2正极和电感相对较小的电感L2相连，负极和隔离开关V1相连；两个电感的另一端和转移电容C的正极相连，电容C的负极和出线端A1相连，功率半导体器件T1和T2均为单向导通的功率半导体器件；所述隔离开关V1一端与出线端A2相连，另一端与电流转移支路的半控型功率半导体器件T1和T2的公共端相连；所述合闸辅助支路包括可关断半控型功率半导体组件，其并联在快速机械开关S1两端，其中正极接在出线端A1上，负极接在机械开关S1另一侧；所述过电压限制支路并联在主电流回路两端，一端口与出线端A1相连，另一端与隔离开关V1和半控型功率半导体的公共端相连；在线监测系统包括用于测量系统电流状态的电流传感器D0、用于测量主电流回路电流状态的电流传感器D1、用于测量大电感转移支路电流状态的电流传感器D2、用于测量小电感转移支路电流状态的电流传感器D3、用于测量过电压限制电路的电流状态电流传感器D3、用于测量快速机械开关S1的断口电压的电压传感器Vhss、用于测量转移电容两端电压状态的电压传感器Vc、用于测量快速机械开关的运动状态的位移传感器Pd、用于测量断路器环境温度传感器D4、信号调理电路、A/D转换模块和第一通信模块；所述控制系统包括用于计算主电流回路电流变化率的计算模块、电流滤波处理模块、实时显示断路器状态及计算结果的人机交互模块和第二通信模块，正常工作状态下，系统电流从所述主电流回路流过，电容上有一定的预充电压，电流转移支路的所有的半控型功率半导体器件均未被触发，电流转移支路没有电流，过电压限制电路导通阈值比系统电压低，过电压限制电路没有电流流过；当在线监测系统监测到直流系统状态异常或所述控制系统发出分闸指令时，控制系统向快速机械开关S1发出分闸动作指令，快速机械开关S1开始动作，由于快速机械开关S1的响应特性使得快速机械开关S1仍处于闭合状态，然后依照在线监测系统返回的信息，根据正常分闸或是短路分闸需求，半控型功率半导体器件T1或是半控型功率半导体器件T2导通，强迫电流向电流转移支路转移，随着电流转移支路电压增加，过电压限制支路导通完成直流开断。2.根据权利要求1所述的零电压直流断路器，其特征在于：优选的，所述半控型功率半导体器件T1和/或T2包括GTO、晶闸管、IGBT的任意一个或者多个的组合。3.根据权利要求1所述的零电压直流断路器，其特征在于：所述高速机械开关S1为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。4.根据权利要求1所述的零电压直流断路器，其特征在于：所述过电压限制支路的设计参数包括电压限制电路容量、导通电压阈值、达到导通电压时的电流、最高限位电压以及处于最高限位电压时的电流。5.根据权利要求1所述的零电压直流断路器，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴军辉，易强，郭佳豪，苏扬，韩桂全，胡杨，吴翊，
申请(专利权)人：国家电网公司，平高集团有限公司，西安交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11