【技术实现步骤摘要】
一种适用于架空线型直流电网的低成本直流断路器
本专利技术涉及一种适用于架空线型直流电网的低成本直流断路器,属于高压、特高压直流输电领域。
技术介绍
高压、特高压直流输电由于诸多优点,得到了越来越多的重视,未来的多端直流输电以由此构建的直流电网成为了趋势,而高压直流输电的电流没有过零点,不能像交流输电那样利用过零点灭弧,给直流断路器的实现带来了很大的困难,目前的实现方法分为以下几种:基于叠加振荡电流产生电流过零点,进而实现电流分断,缺点是关断延迟过长,关断电流有限;直流线路增加逆变-整流环节,在逆变后的交流侧用交流断路器切断电流,缺点是关断延迟大,要等到电流过零点才能关断,且损耗大、造价昂贵;用大量的电力电子器件串联,上面并联避雷器,在正常工作时电流流过阻抗较低的支路,起到降低损耗的作用,在关断时先将电流转移到电力电子支路,然后将隔离开关打开,再用电力电子器件进行关断,用避雷器吸收故障能量。缺点是关断电流有限,而且关断时要先将电流转移到电力电子支路,还要等待隔离开关完全打开,从一定程度上加大了关断延迟。对于高压或特高压领域的直流断路器的开发依然有很多问题亟待解决,研制适用于高电压、大电流场合的直流断路器已经成为了迫切需要。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足,本专利技术提供了一种适用于架空线型直流电网的低成本直流断路器。本专利技术的目的在于克服当前高压直流断路器电压等级较低,关断延迟较大,造价过高的缺点。本专利技术所采用的技术方案是:在正常运行的时候,主动短路单元作为换流站运行,与换流站功能相同,隔离单元闭合连接在线路中,能量吸收回路断开,不影响系统的正常 ...
【技术保护点】
1.一种适用于架空线型直流电网的低成本直流断路器,其特征在于:包括主动短路单元(1)、隔离单元(2)、能量吸收回路(3);其中主动短路单元包括全控型器件(IGBT、IGCT等)、二极管、桥臂电感、导线等;断路单元包括快速机械开关、全控型器件、金属氧化物避雷器、二极管等;能量吸收回路包含晶体管器件(晶闸管/二极管)、金属氧化物避雷器等。
【技术特征摘要】
1.一种适用于架空线型直流电网的低成本直流断路器,其特征在于:包括主动短路单元(1)、隔离单元(2)、能量吸收回路(3);其中主动短路单元包括全控型器件(IGBT、IGCT等)、二极管、桥臂电感、导线等;断路单元包括快速机械开关、全控型器件、金属氧化物避雷器、二极管等;能量吸收回路包含晶体管器件(晶闸管/二极管)、金属氧化物避雷器等。2.根据权利要求1所述的一种适用于架空线型直流电网的低成本直流断路器,其特征在于:其主动短路单元的组成结构为:在普通换流站的桥臂电感处附加一个由若干IGBT开关组和若干二极管串联组成的电路,换流站采用半桥MMC、全桥MMC、半全桥混合MMC等拓扑,正常运行时该电路截止,主动短路单元作为换流站运行,与换流站的功能一样,故障时作为主动短路单元使用。3.根据权利要求1所述的一种适用于架空线型直流电网的低成本直流断路器,其特征在于:隔离单元由快速机械开关、全控型器件单元、金属氧化物避雷器组成,其中全控型器件单元包括至少两组反向串联的全控型器件及二极管;断路单元位于主动短路单元与能量吸收回路之间。4.根据权利要求1所述的一种适用于架空线型直流电网的低成本直流断路器,其特征在于:能量吸收回路由半控型器件单元与金属氧化物避雷器单元串联组成,其中半控型器件单元包括至少两组串联的反并联器件,器件可选用晶闸管;也可采用若干二极管串联组成更简单更经济的能量吸收回路。5.根据权利要求1所述的一种适用于架空线型直流电网的低成本直流断路器,其特征在于:应用在单端或双端直流...
【专利技术属性】
技术研发人员:许建中,李帅,俞永杰,赵成勇,
申请(专利权)人:华北电力大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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