一种混合式高压直流断路电路及断路器制造技术

本发明专利技术公开了一种混合式高压直流断路电路及断路器。该电路包括主开关支路、转移支路及耗能支路；主开关支路、转移支路和耗能支路两两并联设置；转移支路包括第一子转移支路和第二子转移支路，第一子转移支路包括依次串联设置的第一转移分支、第二转移分支和第三转移分支，第二子转移支路包括依次串联设置的第四转移分支、第二转移分支和第五转移分支；第一转移分支包括至少一个二极管，第二转移分支包括多个串联设置的双极型晶体管，第三转移分支包括至少一个二极管，第四转移分支包括至少一个二极管，第五转移分支包括至少一个二极管。本技术方案通过转移支路中各子转移分支实现了降低整个直流断路电路的设计成本，降低整个电路功耗的效果。电路功耗的效果。电路功耗的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种混合式高压直流断路电路及断路器


[0001]本专利技术实施例涉及电力电子系统
，尤其涉及一种混合式高压直流断路电路及断路器。

技术介绍

[0002]混合式直流断路器由高速机械开关与大功率半导体器件组成；具有通流容量大、关断速度快、限流能力强等优点，已经成为直流开断领域的研究热点。
[0003]由于混合型直流断路器在发生短路故障电流时机械开关两端会出现大于系统电压的瞬态过电压，因此对于混合式直流断路器的转移电流电路提出了更高的要求。目前，双向混合式高压直流断路器中的转移电流电路采用由两组数量相同的IGBT反向串联组成，同时在每个IGBT两端反向并联二极管实现转移短路电流，但由于该方案需要使用大量IGBT，会造成整个混合式直流断路器成本较高等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种混合式高压直流断路电路及断路器，以实现降低整个直流断路电路成本、降低功耗等效果。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种混合式高压直流断路电路，该电路包括主开关支路、转移支路及耗能支路；所述主开关支路、所述转移支路和所述耗能支路两两并联设置；
[0006]所述转移支路包括第一子转移支路和第二子转移支路，所述第一子转移支路包括依次串联设置的第一转移分支、第二转移分支和第三转移分支，所述第二子转移支路包括依次串联设置的第四转移分支、所述第二转移分支和第五转移分支；
[0007]所述第一转移分支包括至少一个二极管，所述第二转移分支包括多个串联设置的双极型晶体管，所述第三转移分支包括至少一个二极管，所述第四转移分支包括至少一个二极管，所述第五转移分支包括至少一个二极管。
[0008]可选的，所述第一转移分支包括第一二极管；所述第三转移分支包括第三二极管；所述第四转移分支包括第二二极管；所述第五转移分支包括第四二极管；
[0009]所述第一二极管的正极与直流断路电路的输入端电连接，所述第一二极管的负极分别与所述第二二极管的负极及所述第二转移分支的输入端电连接，所述第二二极管的正极与直流断路电路的输出端电连接；
[0010]所述第四二极管的负极与所述直流断路电路的输入端电连接，所述第四二极管的正极分别与所述第三二极管的正极与及所述第二转移分支的输出端电连接，所述第三二极管的负极与所述直流断路电路的输出端电连接。
[0011]可选的，所述第一子转移支路和所述第二子转移支路形成“H”桥式转移支路。
[0012]可选的，所述主开关支路包括第一子主开关支路、第二子主开关支路及机械开关；所述机械开关分别与所述第一子主开关支路和所述第二子主开关支路串联电连接；
[0013]所述第一子主开关支路包括依次串联设置的第一主分支和第二主分支，所述第二子主开关支路包括依次串联设置的第三主分支和第四主分支；
[0014]所述第一主分支包括至少一个双极型晶体管，所述第二主分支包括至少一个二极管，所述第三主分支包括至少一个双极型晶体管，所述第四主分支包括至少一个二极管，且所述第一主分支与所述第四主分支并联设置，所述第二主分支与所述第三主分支并联设置。
[0015]可选的，所述第一主分支包括第一双极型晶体管；所述第二主分支包括第五晶体管；所述第三主分支包括第二双极型晶体管；所述第四主分支包括第六二极管；
[0016]所述机械开关的第一端与直流断路电路输入端电连接；所述机械开关的第二端分别与所述第六二极管的负极与所述第一双极型晶体管的输入端电连接；所述第一双极型晶体管的输出端分别与所述第五二极管的正极及所述第二双极型晶体管的输出端电连接，所述第二双极型晶体管的输入端及所述第五二极管的负极分别与所述直流断路电路的输出端电连接。
[0017]可选，所述耗能支路包括避雷器。
[0018]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种混合式高压直流断路器，包括上述第一方面所述的混合式高压直流断路电路。
[0019]本专利技术实施例中混合式高压直流断路电路包括主开关支路、转移支路及耗能支路；所述主开关支路、所述转移支路和所述耗能支路两两并联设置；所述转移支路包括第一子转移支路和第二子转移支路，所述第一子转移支路包括依次串联设置的第一转移分支、第二转移分支和第三转移分支，所述第二子转移支路包括依次串联设置的第四转移分支、所述第二转移分支和第五转移分支；所述第一转移分支包括至少一个二极管，所述第二转移分支包括多个串联设置的双极型晶体管，所述第三转移分支包括至少一个二极管，所述第四转移分支包括至少一个二极管，所述第五转移分支包括至少一个二极管。当主开关支路两端发生故障时，本技术方案各子转移支路中各转移分支通过二极管及串联的双极性晶体管将故障电流转移，与现有技术转移支路中设置有两组反向串联的双极性晶体管、各双极性型晶体管对应反向并联有各二极管相比，实现了降低整个直流断路电路设计成本、降低功耗等效果。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例提供的一种混合式高压断路电路结构示意图；
[0021]图2是本专利技术实施例提供的又一种混合式高压断路电路的电路图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。
[0023]图1为本专利技术实施例提供的一种混合式高压断路电路结构示意图，如图1所示，该断路电路包括主开关支路10、转移支路20及耗能支路30；主开关支路10、转移支路20和耗能支路30两两并联设置。转移支路20包括第一子转移支路和第二子转移支路，第一子转移支
路包括依次串联设置的第一转移分支211、第二转移分支212和第三转移分支213，第二子转移支路包括依次串联设置的第四转移分支221、第二转移分支212和第五转移分支222；第一转移分支211包括至少一个二极管，第二转移分支212包括多个串联设置的双极型晶体管，第三转移分支213包括至少一个二极管，第四转移分支221包括至少一个二极管，第五转移分支222包括至少一个二极管。
[0024]其中，实际电网系统中混合式高压断路电路在正常运行时，转移支路20及耗能支路30处于断开状态；主开关支路10导通并流过直流电流；当检测到主开关支路10所在直线线路两端发生短路时，导通转移支路20，短路电流流过转移支路20；由于主开关支路10此时流过的电流为零，主开关支路10迅速断开；当主开关支路10迅速断开后，转移支路20及时断开，直流线路上的能量通过与转移支路20并联的耗能支路30吸收，短路电流下降。需要说明的是，当检测到主开关支路10所在直线线路的右端发生短路时，导通第一子转移支路，短路电流经流过第一转移分支211、第二转移分支212及第三转移分支213，主开关支路10此时流过的电流为零，主开关支路10迅速断开；当检测到主开关支路10所在直线线路的左端发生短路时，导通第二子转移支路，短路电流经流过第三转移分支2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合式高压直流断路电路，其特征在于，包括：主开关支路、转移支路及耗能支路；所述主开关支路、所述转移支路和所述耗能支路两两并联设置；所述转移支路包括第一子转移支路和第二子转移支路，所述第一子转移支路包括依次串联设置的第一转移分支、第二转移分支和第三转移分支，所述第二子转移支路包括依次串联设置的第四转移分支、所述第二转移分支和第五转移分支；所述第一转移分支包括至少一个二极管，所述第二转移分支包括多个串联设置的双极型晶体管，所述第三转移分支包括至少一个二极管，所述第四转移分支包括至少一个二极管，所述第五转移分支包括至少一个二极管。2.根据权利要求1所述的混合式高压直流断路电路，其特征在于，所述第一转移分支包括第一二极管；所述第三转移分支包括第三二极管；所述第四转移分支包括第二二极管；所述第五转移分支包括第四二极管；所述第一二极管的正极与直流断路电路的输入端电连接，所述第一二极管的负极分别与所述第二二极管的负极及所述第二转移分支的输入端电连接，所述第二二极管的正极与直流断路电路的输出端电连接；所述第四二极管的负极与所述直流断路电路的输入端电连接，所述第四二极管的正极分别与所述第三二极管的正极与及所述第二转移分支的输出端电连接，所述第三二极管的负极与所述直流断路电路的输出端电连接。3.根据权利要求1所述的混合式高压直流断路电路，其特征在于，所述第一子转移支路和所述第二子转移支路形成“H”桥式转移支路。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈盛燃，何建宗，苏凯，郑风雷，魏炯辉，夏云峰，刘贯科，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司东莞供电局，
类型：发明
国别省市：