一种多端口混合式直流断路器制造技术

本发明专利技术公开了一种多端口混合式直流断路器，包括：至少一条通流主支路；至少一组开关控制支路；充放电储能器件，其第一端与每组开关控制支路的输入端连接，其第二端与每组开关控制支路的输出端连接；其中，通过导通或关断每组开关控制支路中的第一开关器件或第二开关器件，本发明专利技术通过控制开关控制支路的导通或关断，使充放电储能器件与每组开关控制支路中的第一开关器件或第二开关器件形成充电回路或放电回路，在充电回路充电的过程中，流过充电回路的第一电流减小，在放电回路放电的过程中，流过放电回路的第二电流增加，不但可以实现对输电线路的断路控制，还可以实现对输电线路的潮流控制，无需单独配置潮流控制器，减少了电力支出成本。

A multi port hybrid DC circuit breaker

【技术实现步骤摘要】
一种多端口混合式直流断路器
本专利技术涉及直流断路器
，具体涉及一种多端口混合式直流断路器。
技术介绍
随着直流电网的快速发展，发展直流电网对大规模电能的远距离输送、可再生分布式能源接入、提高电能稳定性具有重大的意义。作为直流电网的关键组成部分，直流断路器起到关合、承载和开断正常回路条件下的电流、转换系统运行方式以及切断故障电流对系统实行保护等重要作用，是建设直流电网的重要设备之一。近年来随着高压直流输电网以及直流配电系统提出，中高压直流断路器以及其相应的开断方法研究也受到了国内外越来越多的关注。因此，直流断路器也是发展直流电网的关键设备。目前常用的直流断路器包括：传统机械式直流断路器、全固态直流断路器和混合式直流断路器，其中：传统机械式直流断路器损耗低而开断速度慢；全固态直流断路器开断速度快而损耗大；而混合式直流断路器结合了两者的优点，在中高压直流电网成为广泛使用的断路设备。随着直流电网的不同需求越来越多，在混合式直流断路器的基础上进一步提出了将多条故障支路连接一起，以实现在保证快速开端直流故障电流的同时减少电力电气器件使用个数的目的，因此，新出现的多端口混合式直流断路器越来越受欢迎。目前，现有技术中的多端口混合式直流断路器，虽然，实现了将多条故障支路连接在一起进行故障切换，即实现了断路器件的复用，减少了断路器的设计成本，但是在直流输电线路工作的过程中，线路电流会出现不稳定的状态，为了调节该多端口混合式直流断路器所在不同支路中的潮流大小，需要安装多个潮流控制器进行配合使用，显然，这将导致电力成本进一步增加。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服调节多端口混合式直流断路器所在不同支路中的潮流大小，需要安装多个潮流控制器进行配合使用，极大增加了电力成本的缺陷，从而提供一种多端口混合式直流断路器。第一方面，本专利技术实施例提供了一种多端口混合式直流断路器，包括：至少一条通流主支路，每条通流主支路的输入端连接直流母线，每条通流主支路的输出端连接与其对应的接线端口；至少一组开关控制支路，每组开关控制支路与其对应的每条通流主支路连接，每组开关控制支路分别包括第一开关器件和第二开关器件，充放电储能器件，其第一端与每组开关控制支路的输入端连接，其第二端与每组开关控制支路的输出端连接；其中，通过导通或关断每组开关控制支路中的第一开关器件或第二开关器件，每组开关控制支路中的第一开关器件或第二开关器件与充放电储能器件构成充电回路或放电回路，在充电回路充电的过程中，流过充电回路的第一电流减小，在放电回路放电的过程中，流过放电回路的第二电流增加。本专利技术实施例所具备的有益效果是，通过控制开关控制支路的导通与截止，使得充放电储能器件在不同主支路当中，在可实现多个断路器功能的同时实现对线路的潮流控制，无需单独配置潮流控制器，减少了电力支出成本。结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，故障转移支路，与充放电储能器件并联连接。结合第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式中，故障转移支路还包括：全桥电路和/或半桥电路，全桥电路和/或半桥电路并联连接充放电储能器件。本专利技术实施例所具备的有益效果是，增加故障转移支路，使得发生直流故障时更易切断故障电流。结合第一方面第二实施方式，在第一方面第三实施方式中,缓冲支路，与故障转移支路并联连接。本专利技术实施例所具备的有益效果是，缓冲支路可以防止在电流上升速率过快时烧坏器件，对多端口混合式直流断路器整体起到保护作用。结合第一方面，在第一方面第四实施方式中，每条通流主支路还包括：串联连接的机械开关和电力电子开关。本专利技术实施例所具备的有益效果是，采用机械开关和电力电子开关串联的混合开关，可以实现故障电流快速、无弧分断的能力。结合第一方面，在第一方面第五实施方式中，每组开关控制支路中的第一开关器件的第一端与每组开关控制支路中的第二开关器件的第二端连接。结合第一方面第五实施方式，在第一方面第六实施方式中，每条通流主支路与其对应的每组开关控制支路中的第一开关器件的第一端和第二开关器件的第二端连接。结合第一方面第六实施方式，在第一方面第七实施方式中，每组开关控制支路中的第一开关器件的第二端与每组开关控制支路中的第二开关器件的第一端与充放电储能器件连接。结合第一方面第七实施方式，在第一方面第八实施方式中，每组开关控制支路构成半桥结构，每组开关控制支路中的第一开关器件为半桥结构的上半桥，每组开关控制支路中的第二开关器件为半桥结构的下半桥。结合第一方面或第一方面任一实施方式，在第一方面第九实施方式中，第一开关器件和第二开关器件为IGBT全控型器件。本专利技术通过控制开关控制支路的导通或关断，使充放电储能器件与每组开关控制支路中的第一开关器件或第二开关器件形成充电回路或放电回路，在充电回路充电的过程中，流过充电回路的第一电流减小，在放电回路放电的过程中，流过放电回路的第二电流增加，不但可以实现对输电线路的断路控制，还可以实现对输电线路的潮流控制，减少了电力电子器件的使用成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1中多端口混合式直流断路器的电路图；图2为本专利技术实施例1中充放电储能器件充放电过程的第一等效电路图；图3为本专利技术实施例1中充放电储能器件充放电过程的第二等效电路图；图4为本专利技术实施例1中充放电储能器件充放电过程的第三等效电路图；图5为本专利技术实施例1中充放电储能器件充放电过程的第四等效电路图。附图标记说明：1-通流支路，2-开关控制支路，3-充放电储能器件，4-故障转移支路，5-缓冲支路，11-第一条通流主支路，12-第二条通流主支路，13-第三条通流主支路，21-第一开关器件，22-第二开关器件，6-直流母线，71-第一端口；72-第二端口，73-第三端口。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多端口混合式直流断路器，其特征在于，包括：至少一条通流主支路，每条通流主支路的输入端连接直流母线，所述每条通流主支路的输出端连接与其对应的接线端口；至少一组开关控制支路，每组开关控制支路与其对应的所述每条通流主支路连接，所述每组开关控制支路分别包括第一开关器件和第二开关器件；充放电储能器件，其第一端与所述每组开关控制支路的输入端连接，其第二端与所述每组开关控制支路的输出端连接；其中，通过导通或关断所述每组开关控制支路中的所述第一开关器件或所述第二开关器件，所述每组开关控制支路中的所述第一开关器件或第二开关器件与所述充放电储能器件构成充电回路或放电回路，在所述充电回路充电的过程中，流过所述充电回路的第一电流减小，在所述放电回路放电的过程中，流过所述放电回路的第二电流增加。

【技术特征摘要】
1.一种多端口混合式直流断路器，其特征在于，包括：至少一条通流主支路，每条通流主支路的输入端连接直流母线，所述每条通流主支路的输出端连接与其对应的接线端口；至少一组开关控制支路，每组开关控制支路与其对应的所述每条通流主支路连接，所述每组开关控制支路分别包括第一开关器件和第二开关器件；充放电储能器件，其第一端与所述每组开关控制支路的输入端连接，其第二端与所述每组开关控制支路的输出端连接；其中，通过导通或关断所述每组开关控制支路中的所述第一开关器件或所述第二开关器件，所述每组开关控制支路中的所述第一开关器件或第二开关器件与所述充放电储能器件构成充电回路或放电回路，在所述充电回路充电的过程中，流过所述充电回路的第一电流减小，在所述放电回路放电的过程中，流过所述放电回路的第二电流增加。2.根据权利要求1所述的多端口混合式直流断路器，其特征在于，还包括：故障转移支路，与所述充放电储能器件并联连接。3.根据权利要求2所述的多端口混合式直流断路器，其特征在于，所述故障转移支路还包括：全桥电路和/或半桥电路，所述全桥电路和/或半桥电路并联连接所述充放电储能器件。4.根据权利要求3所述的多端口混合式直流断路器，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹靖元，韦统振，吴理心，霍群海，韩立博，张桐硕，师长力，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11