一种四端口直流断路器及其控制方法技术

本发明专利技术提供一种四端口直流断路器及其控制方法，所述四端口直流断路器中，第一端口、第二端口、第三端口和第四端口依次连接，构成4条支路：第一支路(Path1)、第二支路(Path2)、第三支路(Path3)和第四支路(Path4)，所述第一端口和第三端口连接构成第五支路(Path5)，所述第二端口和第四端口连接构成第六支路(Path6)；所述第五支路(Path5)中设有第一电力电子开关；所述第六支路(Path6)中设有第二电力电子开关。本发明专利技术通过拓扑优化来减少电力电子开关的数量，系统成本将显著下降。此外，通过本发明专利技术可在四端口直流断路器所连的任一线路发生故障时，实现故障电流多路协调关断。实现故障电流多路协调关断。实现故障电流多路协调关断。

【技术实现步骤摘要】
一种四端口直流断路器及其控制方法


[0001]本专利技术属于直流断路器领域，特别涉及一种四端口直流断路器及其控制方法。

技术介绍

[0002]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开断故障电流对系统实行保护等重要作用，是直流电网中实现直流故障隔离最为理想的选择。
[0003]在多端柔性直流电网中，通常会存在多条直流线路的交汇点，为确保柔性直流电网中任一条直流线路发生故障时均能迅速切除故障，且剩余正常部分可以维持运行(即N
‑
1原则)，需在每条直流线路两端分别安装直流断路器，且在多条直流线路交汇点处也需安装直流断路器。如果这些断路器均采用混合式直流断路器，将会采用多个电力电子开关，则整个系统的成本将十分昂贵。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提供一种四端口直流断路器及其控制方法。
[0005]本专利技术的四端口直流断路器，包括：第一端口(S1)、第二端口(S2)、第三端口(S3)和第四端口(S4)，
[0006]其中，
[0007]所述第一端口(S1)、第二端口(S2)、第三端口(S3)和第四端口(S4)依次连接，构成4条支路：第一支路(Path1)、第二支路(Path2)、第三支路(Path3)和第四支路(Path4)；
[0008]所述第一支路(Path1)连接所述第一端口(S1)和第二端口(S2)；
[0009]所述第二支路(Path2)连接所述第二端口(S2)和第三端口(S3)；
[0010]所述第三支路(Path3)连接所述第三端口(S3)和第四端口(S4)；
[0011]所述第四支路(Path4)连接所述第四端口(S4)和第一端口(S1)；
[0012]所述第一端口(S1)和第三端口(S3)连接构成第五支路(Path5)，所述第二端口(S2)和第四端口(S4)连接构成第六支路(Path6)；
[0013]所述第五支路(Path5)中设有第一电力电子开关(P1)；
[0014]所述第六支路(Path6)中设有第二电力电子开关(P2)。
[0015]进一步，
[0016]所述第五支路(Path5)中还设有第一换流组件(C1)，所述第一换流组件(C1)和第一电力电子开关(P1)串联；
[0017]所述第六支路(Path6)中还设有第二换流组件(C2)，所述第二换流组件(C2)和第二电力电子开关(P2)串联。
[0018]进一步，
[0019]所述第五支路(Path5)并联有第一避雷器(R1)；
[0020]所述第六支路(Path6)并联有第二避雷器(R2)。
[0021]进一步，
[0022]所述第一避雷器(R1)和第二避雷器(R2)为氧化锌避雷器。
[0023]进一步，
[0024]所述第一电力电子开关(P1)和第二电力电子开关(P2)为双向电力电子开关。
[0025]进一步，
[0026]所述第一支路(Path1)中设有第一快速机械开关(K1)；
[0027]所述第二支路(Path2)中设有第二快速机械开关(K2)；
[0028]所述第三支路(Path3)中设有第三快速机械开关(K3)；
[0029]所述第四支路(Path4)中设有第四快速机械开关(K4)。
[0030]本专利技术还提供一种四端口直流断路器控制方法，用于控制上述的四端口直流断路器，包括：
[0031]控制所述四端口直流断路器的合闸，
[0032]所述控制所述四端口直流断路器的合闸，包括依次合第一支路(Path1)、第二支路(Path2)、第三支路(Path3)和第四支路(Path4)。
[0033]进一步，
[0034]所述控制所述四端口直流断路器的合闸，包括步骤：
[0035]A、导通第一电力电子开关(P1)和第一换流组件(C1)，若直流系统无故障，则合闸所述第一快速机械开关(K1)和第二快速机械开关(K2)；
[0036]B、合闸第三快速机械开关(K3)和第四快速机械开关(K4)；
[0037]C、关断所述第一电力电子开关(P1)和第一换流组件(C1)。
[0038]进一步，
[0039]在所述步骤A中，若所述直流系统存在故障，则迅速关断所述第一电力电子开关(P1)，不再进行合闸操作。
[0040]进一步，
[0041]还包括控制所述四端口直流断路器的合闸，包括步骤：
[0042]D、在第一端口(S1)发生故障后，分闸快速第一快速机械开关(K1)和第四快速机械开关(K4)，同时控制第一电力电子开关(P1)导通；
[0043]在所述步骤D之后，待所述第一快速机械开关(K1)和第四快速机械开关(K4)的触头开始分闸后，导通第一换流组件(C1)，随后，控制所述第一快速机械开关(K1)和第四快速机械开关(K4)的触头继续做分闸运动，待所述触头间隙承受系统瞬态恢复电压后，关断第一电力电子开关(P1)。
[0044]进一步，
[0045]在所述步骤D之后，待所述第一快速机械开关(K1)和第四快速机械开关(K4)的触头分开1毫秒后，导通所述第一换流组件(C1)。
[0046]本专利技术的四端口直流断路器及其控制方法通过拓扑优化来减少电力电子开关的数量，系统成本将显著下降。此外，通过本专利技术可在四端口直流断路器所连的任一线路发生故障时，实现故障电流多路协调关断。
[0047]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利
要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0048]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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例，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。
[0049]图1示出了根据本专利技术实施例的四端口直流断路器拓扑结构示意图；
[0050]S1、第一端口；S2、第二端口；S3、第三端口；S4、第四端口；Path1、第一支路；Path2、第二支路；Path3、第三支路；Path4、第四支路；Path5、第五支路；Path6、第六支路；K1、第一快速机械开关；K2、第二快速机械开关；K3、第三快速机械开关；K4、第四快速机械开关；C1、第一换流组件；C2、第二换流组件；P1、第一电力电子开关；P2、第二电力电子开关；R1、第一避雷器；R2、第二避雷器。
具体实施方式
[0051]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四端口直流断路器，其特征在于，包括：第一端口(S1)、第二端口(S2)、第三端口(S3)和第四端口(S4)，其中，所述第一端口(S1)、第二端口(S2)、第三端口(S3)和第四端口(S4)依次连接，构成4条支路：第一支路(Path1)、第二支路(Path2)、第三支路(Path3)和第四支路(Path4)；所述第一支路(Path1)连接所述第一端口(S1)和第二端口(S2)；所述第二支路(Path2)连接所述第二端口(S2)和第三端口(S3)；所述第三支路(Path3)连接所述第三端口(S3)和第四端口(S4)；所述第四支路(Path4)连接所述第四端口(S4)和第一端口(S1)；所述第一端口(S1)和第三端口(S3)连接构成第五支路(Path5)，所述第二端口(S2)和第四端口(S4)连接构成第六支路(Path6)；所述第五支路(Path5)中设有第一电力电子开关(P1)；所述第六支路(Path6)中设有第二电力电子开关(P2)。2.根据权利要求1所述的四端口直流断路器，其特征在于，所述第五支路(Path5)中还设有第一换流组件(C1)，所述第一换流组件(C1)和第一电力电子开关(P1)串联；所述第六支路(Path6)中还设有第二换流组件(C2)，所述第二换流组件(C2)和第二电力电子开关(P2)串联。3.根据权利要求2所述的四端口直流断路器，其特征在于，所述第五支路(Path5)并联有第一避雷器(R1)；所述第六支路(Path6)并联有第二避雷器(R2)。4.根据权利要求3所述的四端口直流断路器，其特征在于，所述第一避雷器(R1)和第二避雷器(R2)为氧化锌避雷器。5.根据权利要求1
‑
4任一所述的四端口直流断路器，其特征在于，所述第一电力电子开关(P1)和第二电力电子开关(P2)为双向电力电子开关。6.根据权利要求5所述的四端口直流断路器，其特征在于，所述第一支路(Path1)中设有第一快速机械开关(K1)；所述第二支路(Path2)中设有第二快速机械开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈鲁，孙长平，曾嵘，贾娜，余占清，郭明珠，甘之正，周兴达，严鑫，唐博进，尹立坤，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：