一种混合式固态断路器及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种混合式固态断路器，由隔离开关SW、限流电抗L、主开关电路和吸收电路及其控制系统组成；所述主开关电路由两个全控型半导体器件T1，T2反向串联构成，串联后的两端再分别与限流电抗L和外部直流电源系统连接；所述的吸收电路由二极管D1～D4、吸收电容C、泄能开关T3和泄能电阻R组成，二极管D1～D4连接成为一个H型整流桥，吸收电容C、泄能开关T3与泄能电阻R串联后并联在H型整流桥正负极之间；还公开了控制方法，包括合闸、分断两个操作步骤；本发明专利技术系统结构简单，且不需要附加稳压装置，系统成本低，效率高。

A hybrid solid state circuit breaker and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种混合式固态断路器及其控制方法
本专利技术属于电力电子设备及电源系统故障保护
，尤其涉及一种利用电力电子器件实现的混合式固态断路器，以及其控制方法。
技术介绍
在直流电力系统网络中，由于线路直流阻抗通常较小，当系统发生短路故障后，线路中会瞬时产生很大的短路电流，若不及时切断线路阻值短路电流继续上升，会很容易造成系统设备因快速放电导致母线电压降低而发生故障保护，甚至设备损坏。目前直流电力系统网络主要采用机械式直流断路器进行分断和保护。由于机械式断路器固有特点，如动作时间长，易拉弧，触头寿命短，而采用电力电子器件进行故障切除的固态断路器不存在以上问题，因此，固态断路器逐渐成为直流配电系统保护方式的研究热点。电力电子器件承受的尖峰电压能力有限，而线路中电抗器及杂散电抗中存储的能量需要有合适的能量转移通道，因此需要增加相应的吸收回路，目前常用的吸收回路为RCD吸收电路，这种吸收电路存在增大短路电流的问题。另外还可通过电压稳定装置吸收电容电压尖峰，图1所示为通过电容电压稳定装置进行吸收的一种实现方式。这种采用电压稳定装置（本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合式固态断路器，包括隔离开关（SW）、限流电抗（L）、主开关电路和吸收电路及其控制系统，其特征在于：/n所述的隔离开关（SW）一端与外部直流电源系统P1连接，一端与限流电抗（L）连接；/n所述主开关电路由两个全控型半导体器件（T1，T2）反向串联构成，串联后的两端分别与限流电抗（L）和外部直流电源系统P2连接；/n所述的吸收电路由二极管（D1，D2，D3，D4）、吸收电容（C）、泄能开关（T3）和泄能电阻（R）组成，二极管（D1，D2，D3，D4）连接成为一个H型整流桥，吸收电容（C）、泄能开关（T3）与泄能电阻（R）串联后并联在H型整流桥正负极之间；所述泄能开关（T3）为一个可控半...

【技术特征摘要】
1.一种混合式固态断路器，包括隔离开关（SW）、限流电抗（L）、主开关电路和吸收电路及其控制系统，其特征在于：
所述的隔离开关（SW）一端与外部直流电源系统P1连接，一端与限流电抗（L）连接；
所述主开关电路由两个全控型半导体器件（T1，T2）反向串联构成，串联后的两端分别与限流电抗（L）和外部直流电源系统P2连接；
所述的吸收电路由二极管（D1，D2，D3，D4）、吸收电容（C）、泄能开关（T3）和泄能电阻（R）组成，二极管（D1，D2，D3，D4）连接成为一个H型整流桥，吸收电容（C）、泄能开关（T3）与泄能电阻（R）串联后并联在H型整流桥正负极之间；所述泄能开关（T3）为一个可控半导体器件，一端与吸收电容（C）连接，一端与泄能电阻（R）连接；所述泄能电阻（R）为一个小阻值大功率的电阻，通过控制泄能开关（T3）钳位吸收电容（C）上的电压；
所述的控制系统包括电流检测单元、电压检测单元和信号处理单元，所述的电流检测单元通过电流传感器测量系统中流过的电流，所述的电压检测单元通过电压传感器测量吸收电容（C）上的电压，所述的信号处理单元根据指令控制隔离开关（SW）、半导体器件（T1，T2，T3）的导通及关断。


2.根据权利要求1所述的一种混合式固态断路器，其特征在于，所述的隔离开关（SW）为机械开关。


3.根据权利要求1所述的一种混合式固态断路器，其特征在于，所述的半导体器件（T1，T2，T3）为全控型半导体器件。


4.根据权利要求3所述的一种混合式固态断路器，其特征在于，所述的半导体器件（T1，T2）为IGBT、IGCT或IEGT。


5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：何金平，刘念洲，林德荣，姬凯，许晓晖，方华松，
申请(专利权)人：武汉船用电力推进装置研究所中国船舶重工集团公司第七一二研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42