一种电压调控式振荡型直流断路器制造技术

本实用新型专利技术提供的一种电压调控式振荡型直流断路器，该断路器包括：通流支路、耗能支路及开断支路，其中，通流支路，其串入电力线路中；开断支路，其与通流支路并联连接；耗能支路，其一端分别与通流支路的一端及开断支路的一端连接，另一端与开断支路连接；当电力线路未故障时，通流支路导通直流负荷电流。当电力线路出现故障时，通过控制开断支路振荡且产生振荡电流，并不断增加振荡电流的幅值，直至产生与故障电流幅值相等、方向相反的振荡电流，可实现断路器短时间内数次最大电流连续开断，大大提高了断路器的灵活性和可用率。满足了大规模直流电网建设对直流断路器技术性与经济性双重要求。性双重要求。性双重要求。

【技术实现步骤摘要】
一种电压调控式振荡型直流断路器


[0001]本技术涉及电力电子
，具体涉及一种电压调控式振荡型直流断路器。

技术介绍

[0002]高压直流断路器是多端及直流电网构建的核心设备之一，其技术经济性直接影响了直流电网应用的灵活性与广泛性。目前，高压直流断路器主流技术路线主要有两种：一种为混合式直流断路器，正常运行由机械开关通流，故障时利用辅助换流支路等将电流转移至并联连接的电力电子器件支路中，然后由电力电子器件分断电流，该类型断路器通态损耗低，分断速度快，但是需要使用大量的全控器件串并联，成本较高。另一种是机械式直流断路器，通过预充电电容反向注入电流实现机械开关熄弧，最终完成直流开断，所需要电容容量大、电压高，且面临高压触发开关的经济性和可靠性设计问题。然而现有技术方案要么采用混合式直流断路器，要么采用机械式直流断路器，难以同时满足大规模直流电网建设对直流断路器技术性与经济性双重要求，这就限制了高压直流断路器在多端及直流电网中规模化应用。

技术实现思路

[0003]因此，本技术要解决的技术问题在于克服现有技术中直流断路器难以满足技术性与经济性双重要求的缺陷，从而提供一种电压调控式振荡型直流断路器。
[0004]为达到上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0005]本技术实施例提供一种电压调控式振荡型直流断路器，包括：通流支路、耗能支路及开断支路，其中，通流支路，其串入电力线路中；开断支路，其与所述通流支路并联连接；耗能支路，其一端分别与所述通流支路的一端及所述开断支路的一端连接，另一端与所述开断支路连接；当所述电力线路未故障时，所述通流支路导通直流负荷电流；当所述电力线路出现故障时，控制所述开断支路的运行状态，所述开断支路产生与故障电流幅值相等、方向相反的振荡电流，使得通流支路可靠关断，最终由耗能支路消耗故障电流能量。
[0006]优选地，所述开断支路，包括：受控电压变换电路及振荡电路，其中，所述受控电压变换电路的一端与所述通流支路的一端连接，所述受控电压变换电路的另一端与所述振荡电路的一端连接，所述振荡电路的另一端与所述通流支路的另一端连接；所述受控电压变换电路，用于将交流电压升压并整流输出直流电压；所述振荡电路，用于接收所述受控电压变换单元输出的直流电压，并产生振荡电流。
[0007]优选地，所述受控电压变换电路，包括：整流隔离电路及方波电压变换电路，其中，所述整流隔离电路与所述方波电压变换电路串联连接。
[0008]优选地，所述整流隔离电路，包括：隔离电路及整流电路，其中，所述隔离电路与所述整流电路串联连接。
[0009]优选地，所述方波电压变换电路，包括：桥式方波变换电路或模块级联方波变换电
路，其中，所述桥式方波变换电路的可控桥臂单元包括多个第一子模块单元；所述模块级联方波变换电路包括多个级联的第二子模块单元。
[0010]优选地，所述通流支路包括至少一个机械开关。
[0011]本技术技术方案，具有如下优点：
[0012]本技术提供的电压调控式振荡型直流断路器，包括：通流支路、耗能支路及开断支路，其中，通流支路，其串入电力线路中；开断支路，其与通流支路并联连接；耗能支路，其一端分别与通流支路的一端及开断支路的一端连接，另一端与开断支路连接；当电力线路未故障时，通流支路导通直流负荷电流；当电力线路出现故障时，控制开断支路的运行状态，开断支路产生与故障电流幅值相等、方向相反的振荡电流，使得通流支路可靠关断，最终由耗能支路消耗故障电流能量。当电力线路出现故障时，通过控制开断支路振荡且产生振荡电流，并不断增加振荡电流的幅值，直至产生与故障电流幅值相等、方向相反的振荡电流，可实现断路器短时间内数次最大电流连续开断，大大提高了断路器的灵活性和可用率。满足了大规模直流电网建设对直流断路器技术性与经济性双重要求。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本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。
[0014]图1为本技术实施例提供的振荡型直流断路器的一个具体示例的原理框图；
[0015]图2为本技术实施例提供的振荡型直流断路器的另一个具体示例的原理框图；
[0016]图3为本技术实施例提供的振荡型直流断路器的另一个具体示例的原理框图；
[0017]图4为本技术实施例提供的整流隔离电路的一个具体示例的电路结构图；
[0018]图5为本技术实施例提供的全桥型
‑
桥式方波变换电路的一个具体示例的电路结构图；
[0019]图6为本技术实施例提供的半桥型
‑
桥式方波变换电路的一个具体示例的电路结构图；
[0020]图7为本技术实施例提供的第一子模块单元的一个具体示例的电路结构图；
[0021]图8为本技术实施例提供的第二子模块单元的一个具体示例的电路结构图；
[0022]图9为本技术实施例提供的振荡型直流断路器的控制方法的一个具体示例的流程图；
[0023]图10为本技术实施例提供的振荡型直流断路器的一个具体示例的电路结构图；
[0024]图11为本技术实施例提供的负荷电流的一个具体流向图；
[0025]图12为本技术实施例提供的振荡型直流断路器运行状态图；
[0026]图13为本技术实施例提供的负荷电流的另一个具体流向图；
[0027]图14为本技术实施例提供的振荡电流的一个具体流向图；
[0028]图15为本技术实施例提供的振荡电流的另一个具体流向图；
[0029]图16为本技术实施例提供的振荡电流的另一个具体流向图；
[0030]图17为本技术实施例提供的振荡电流的另一个具体流向图。
具体实施方式
[0031]下面将结合附图对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
[0032]在本技术的描述中，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。
[0033]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电压调控式振荡型直流断路器，其特征在于，包括：通流支路、耗能支路及开断支路，其中，通流支路，其串入电力线路中；开断支路，其与所述通流支路并联连接；耗能支路，其一端分别与所述通流支路的一端及所述开断支路的一端连接，另一端与所述开断支路连接；当所述电力线路未故障时，所述通流支路导通直流负荷电流；当所述电力线路出现故障时，控制所述开断支路的运行状态，所述开断支路产生与故障电流幅值相等、方向相反的振荡电流，使得通流支路可靠关断，最终由耗能支路消耗故障电流能量。2.根据权利要求1所述的电压调控式振荡型直流断路器，其特征在于，所述开断支路，包括：受控电压变换电路及振荡电路，其中，所述受控电压变换电路的一端与所述通流支路的一端连接，所述受控电压变换电路的另一端与所述振荡电路的一端连接，所述振荡电路的另一端与所述通流支路的另一端连接；所述受控电压变换电路，用于将交流电压升压并整...

【专利技术属性】
技术研发人员：李弸智，魏晓光，张升，周万迪，陈龙龙，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：