一种直流断路器及其控制方法、装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种直流断路器及其控制方法、装置，该方法包括：当系统发生短路故障后，控制主电流电路中的机械开关分断，控制零电流电路导通；当机械开关S的电流减小为零时控制零电压电路导通，使得：零电压电路和零电流电路形成回路进行续流，机械开关两端电压钳位为零以防止电弧复燃；续流结束后，系统电压对零电流电路中的预充电电容反向充电，完成分断。本发明专利技术通过先导通零电流电路制造电流过零点使机械开关过零熄弧，保证了短路电流完全转移至零电流电路；然后导通零电压电路钳制机械开关熄弧后的恢复电压，防止电弧复燃，使机械开关可靠熄弧。

A DC Circuit Breaker and Its Control Method and Device

\u672c\u53d1\u660e\u6d89\u53ca\u4e00\u79cd\u76f4\u6d41\u65ad\u8def\u5668\u53ca\u5176\u63a7\u5236\u65b9\u6cd5\u3001\u88c5\u7f6e\uff0c\u8be5\u65b9\u6cd5\u5305\u62ec\uff1a\u5f53\u7cfb\u7edf\u53d1\u751f\u77ed\u8def\u6545\u969c\u540e\uff0c\u63a7\u5236\u4e3b\u7535\u6d41\u7535\u8def\u4e2d\u7684\u673a\u68b0\u5f00\u5173\u5206\u65ad\uff0c\u63a7\u5236\u96f6\u7535\u6d41\u7535\u8def\u5bfc\u901a\uff1b\u5f53\u673a\u68b0\u5f00\u5173S\u7684\u7535\u6d41\u51cf\u5c0f\u4e3a\u96f6\u65f6\u63a7\u5236\u96f6\u7535\u538b\u7535\u8def\u5bfc\u901a\uff0c\u4f7f\u5f97\uff1a\u96f6\u7535\u538b\u7535\u8def\u548c\u96f6\u7535\u6d41\u7535\u8def\u5f62\u6210\u56de\u8def\u8fdb\u884c\u7eed\u6d41\uff0c\u673a\u68b0\u5f00\u5173\u4e24 The terminal voltage clamp is zero to prevent the arc from re-igniting. After the continuous current is over, the system voltage charges the pre-charged capacitor in the zero-current circuit in reverse, thus completing the interruption. The invention makes the mechanical switch zero-crossing and arc-extinguishing by leading the zero-current circuit to make the current zero-crossing point, so as to ensure the complete transfer of short-circuit current to the zero-current circuit; then the zero-voltage circuit is turned on to clamp the recovery voltage of the mechanical switch after arc-extinguishing, to prevent the arc from re-igniting, and to make the mechanical switch reliably arc-extinguishing.

【技术实现步骤摘要】
一种直流断路器及其控制方法、装置
本专利技术涉及一种直流断路器及其控制方法、装置，属于直流断路器

技术介绍
相比于交流电网，直流电网可以使分布式能源更加方便地接入，并且越来越多的直流用电器的接入也使得直流电网的研究和发展变得尤为重要。直流断路器作为直流电网中的关键设备，不仅能够在正常运行情况下，根据运行的需要投入或切除部分电力设备或线路，起到控制作用，而且在电流设备或线路发生故障时，可以将故障部分从电网中迅速切除，起到保护作用。传统机械式直流断路器的开断时间一般在几十毫秒，这远远不能满足直流电网对于速断性的要求。这是由于直流电网不存在电抗，短路电流的增长速度比交流电网迅速得多，要求直流断路器的开断时间最好在几十到几百微秒，显然传统机械式直流断路器是无法满足要求的。通过在机械开关中串联电力电子全控器件(GTO或IGBT)，构成了一种新型的直流断路器—混合式直流断路器。混合式直流断路器利用全控器件来切断电流，速动性到了大幅提高，基本可以满足直流电网的要求。例如，授权公告号为CN105281289B的中国专利技术专利文件公开了一种双向混合式直流断路器及其控制方法，具有长期通流损耗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流断路器的控制方法，其特征在于，步骤如下：当系统发生短路故障后，控制主电流电路中的机械开关分断，控制零电流电路导通；当机械开关S的电流减小为零时控制零电压电路导通，使得：首先零电压电路和零电流电路形成回路进行续流，机械开关两端电压钳位为零，零电压电路中的电流逐渐减小至过零关断；续流结束后，系统电压对零电流电路中的预充电电容反向充电。

【技术特征摘要】
1.一种直流断路器的控制方法，其特征在于，步骤如下：当系统发生短路故障后，控制主电流电路中的机械开关分断，控制零电流电路导通；当机械开关S的电流减小为零时控制零电压电路导通，使得：首先零电压电路和零电流电路形成回路进行续流，机械开关两端电压钳位为零，零电压电路中的电流逐渐减小至过零关断；续流结束后，系统电压对零电流电路中的预充电电容反向充电。2.根据权利要求1所述的直流断路器的控制方法，其特征在于，控制主电流电路中的机械开关分断达到设定时间后，控制零电流电路导通，所述设定时间根据主电流电路的电流过零时刻计算得到。3.根据权利要求2所述的直流断路器的控制方法，其特征在于，令主电流电路的电流等于零，求取使时间t最小所对应的投入零电流电路的时间t1作为所述设定时间，主电流电路的电流的计算公式为：其中，i12为主电流电路的电流，U为零电流电路中的预充电电容两端的电压，R11、R′11分别为短路前后主电流电路的等效电路的电阻值，τ为短路电流的衰减时间常数，U0为预充电电容的预充电压，α＝R1/2L1，L1为零电流电路中的电感的电感值，C1为零电流电路中的预充电电容的电容值，R1为机械开关电弧的等效电阻值。4.一种直流断路器的控制装置，其特征在于，包括处理器和存储器，所述处理器用于处理存储在存储器中的指令以实现如下方法：当系统发生短路故障后，控制主电流电路中的机械开关分断，控制零电流电路导通；当机械开关S的电流减小为零时控制零电压电路导通，使得：首先零电压电路和零电流电路形成回路进行续流，机械开关两端电压钳位为零，零电压电路中的电流逐渐减小至过零关断；续流结束后，系统电压对零电流电路中的预充电电容反向充电。5.根据权利要求4所述的直流断路器的控制装置，其特征在于，控制主电流电路中的机械开关分断达到设定时间后，控制零电流电路导通，所述设定时间根据主电流电路的电流过零时刻计...

【专利技术属性】
技术研发人员：张景超，黄利军，张少明，李献伟，饶宇飞，翟登辉，张敬安，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，国家电网有限公司，国网河南省电力公司电力科学研究院，许昌许继软件技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41