关断电流的装置和关断电流的模块制造方法及图纸

本申请提出一种关断电流的装置和关断电流的模块，关断电流的装置包括通流支路、整流支路、分断支路和耗能支路，其中，通流支路由机械开关与通流单元串联构成；整流支路由四个二极管整流单元构成全桥整流电路；分断支路由单向晶闸管单元与串联连接的振荡电容器、振荡电感和有源电力电子单元并联构成，且耗能支路与分断支路并联连接；或分断支路由串联连接的单向晶闸管单元和有源电力电子单元与串联连接的振荡电容器和振荡电感并联构成，且耗能支路与分断支路并联连接；通流支路与整流支路的全桥整流电路交流侧并联连接；整流支路的全桥整流电路直流侧与分断支路并联连接。根据本申请的实施例，具有机械开关分断可靠、冗余度高等优点。优点。优点。

【技术实现步骤摘要】
关断电流的装置和关断电流的模块


[0001]本申请涉及电力电子
，具体而言，涉及一种关断电流的装置和关断电流的模块。

技术介绍

[0002]在直流应用场合中，由于直流输配电系统故障电流增长快，可靠的故障快速隔离和恢复是保证其安全稳定运行的关键。现有的直流断路器包括机械式直流断路器、混合式直流断路器和全固态式直流断路器等。其中，机械式直流断路器又可分为无源振荡技术和有源振荡技术，由于机械式直流断路器使用了电容器，因此，机械式直流断路器的存在设备体积很大，且在关断小电流工况时需要很长时间、机械开关过零重燃风险大，在关断过程易与直流系统发生振荡，对系统及其他设备正常安全运行带来隐患。混合式直流断路器结合了机械开关及电力电子技术，通过电力电子器件实现电流可控关断，具备无弧、快速重合闸等特点，系统适用性好，但关断电流技术性能与设备经济性能均受限于全控型电力电子器件，不利于其在高压直流输电系统的大规模推广应用。由于全固态式直流断路器的通流损耗较大，一般不选择全固态式直流断路器用于故障隔离和恢复。
[0003]本专利技术人发现，在交流应用场合中，常规的交流断路器仅能在电流过零点自然熄灭完成电流关断，而较大的首半波故障电流峰值对某些敏感或重要设备将产生不利影响，迫切需要能够提前快速关断电流的交流断路器。

技术实现思路

[0004]本申请提出了一种关断电流的装置和关断电流的模块，拥有解决现有技术中直流断路器存在机械开关重燃风险大、小电流关断时间长、与系统振荡显著和设备成本高昂等问题，以及交流断路器关断时首半波高幅值故障电流对敏感或重要设备的影响等问题。
[0005]根据本申请的一方面，提出一种关断电流的装置，所述关断电流的装置包括通流支路、整流支路、分断支路和耗能支路，其中，所述通流支路由机械开关与通流单元串联构成；所述整流支路由四个二极管整流单元构成全桥整流电路；所述分断支路由单向晶闸管单元与串联连接的振荡电容器、振荡电感和有源电力电子单元并联构成，且所述耗能支路与所述分断支路并联连接，或与所述分断支路的所述振荡电容器并联连接，或与所述分断支路中串联连接的所述振荡电容器和所述振荡电感两端并联连接，或与所述分断支路中串联连接的所述振荡电容器和所述有源电力电子单元两端并联连接，或与所述通流支路并联连接；或所述分断支路由串联连接的单向晶闸管单元和有源电力电子单元与串联连接的振荡电容器和振荡电感并联构成，且所述耗能支路与所述分断支路并联连接，或与所述分断支路的所述振荡电容器并联连接，或与所述通流支路并联连接；所述通流支路与所述整流支路的所述全桥整流电路交流侧并联连接；所述整流支路的所述全桥整流电路直流侧与所述分断支路并联连接。
[0006]根据一些实施例，所述有源电力电子单元由至少一个具有旁路功能的有源电力电
子模块串联构成，其中，所述具有旁路功能的有源电力电子模块包括电力电子开关，有源电力电子模块旁路开关和电压源，所述电力电子开关包括第一电力电子开关和第二电力电子开关，所述有源电力电子模块旁路开关包括第一旁路开关，所述电压源包括第一电压源，所述第一电力电子开关的正极与所述第一电压源的正极连接，所述第一电力电子开关的负极与所述第二电力电子开关的正极连接后引出外接线，所述第二电力电子开关的负极与第一电压源的负极连接后引出外接线，所述第一旁路开关并联连接于两个引出外接线之间；或
[0007]所述具有旁路功能的有源电力电子模块包括电力电子开关，有源电力电子模块旁路开关和电压源，所述电力电子开关包括第三电力电子开关、第四电力电子开关、第五电力电子开关和第六电力电子开关，所述有源电力电子模块旁路开关包括第二旁路开关，所述电压源包括第二电压源，所述第三电力电子开关的正极分别与所述第五电力电子开关的正极及所述第二电压源的正极连接，所述第三电力电子开关的负极与所述第四电力电子开关的正极连接后引出外接线，所述第四电力电子开关的负极分别与所述第六电力电子开关的负极及所述第二电压源的负极连接，所述第五电力电子开关的负极与所述第六电力电子开关的正极连接后引出外接线，所述第二旁路开关并联连接于两个引出外接线之间；或
[0008]所述具有旁路功能的有源电力电子模块电力电子开关，有源电力电子模块旁路开关和电压源，所述电力电子开关包括第七电力电子开关和第八电力电子开关，所述有源电力电子模块旁路开关包括第三旁路开关，所述电压源包括第三电压源和第四电压源，所述第七电力电子开关的正极与所述第三电压源的正极连接，所述第七电力电子开关的负极与所述第八电力电子开关的正极连接后引出外接线，所述第八电力电子开关的负极与所述第四电压源的负极连接，所述第三电压源的负极与所述第四电压源的正极连接后引出外接线，所述第三旁路开关并联连接于两个引出外接线之间。
[0009]根据一些实施例，所述具有旁路功能的有源电力电子模块的工作模式包括退出模式和投入模式，在所述退出模式下，所述有源电力电子模块旁路开关闭合；在所述投入模式下，所述有源电力电子模块旁路开关打开。
[0010]根据一些实施例，所述有源电力电子单元由至少一个具有隔离功能的有源电力电子模块并联构成，其中，所述具有隔离功能的有源电力电子模块包括电力电子开关，隔离开关和电压源，所述电力电子开关包括第九电力电子开关和第十电力电子开关，所述隔离开关包括第一隔离开关，所述电压源包括第五电压源，所述第九电力电子开关的正极与所述第五电压源的正极连接，所述第九电力电子开关的负极分别与所述第十电力电子开关的正极及所述第一隔离开关的第一端连接，所述第一隔离开关的第二端引出外接线，所述第十电力电子开关的负极与第五电压源的负极连接后引出外接线；或
[0011]所述具有隔离功能的有源电力电子模块包括电力电子开关，隔离开关和电压源，所述电力电子开关包括第十一电力电子开关、第十二电力电子开关、第十三电力电子开关和第十四电力电子开关，所述隔离开关包括第二隔离开关，所述电压源包括第六电压源，所述第十一电力电子开关的正极分别与所述第十三电力电子开关的正极及所述第六电压源的正极连接，所述第十一电力电子开关的负极与所述第十二电力电子开关的正极连接后引出外接线，所述第十二电力电子开关的负极分别与所述第十四电力电子开关的负极及所述第六电压源的负极连接，所述第十三电力电子开关的负极分别与所述第十四电力电子开关的正极及所述第二隔离开关的第一端连接，所述第二隔离开关的第二端引出外接线；或
[0012]所述具有隔离功能的有源电力电子模块包括电力电子开关，隔离开关和电压源，所述电力电子开关包括第十五电力电子开关和第十六电力电子开关，所述隔离开关包括第三隔离开关，所述电压源包括第七电压源和第八电压源，所述第十五电力电子开关的正极与所述第七电压源的正极连接，所述第十五电力电子开关的负极与所述第十六电力电子开关的正极连接后引出外接线，所述第十六电力电子开关的负极与所述第八电压源的负极连接，所述第七电压源的负极分别与所述第八电压源的正极及所述第三隔离开关的第一端连接，所述第三隔离开关的第二端引出外接线。
[0013]根据一些实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种关断电流的装置，其特征在于，所述关断电流的装置包括通流支路、整流支路、分断支路和耗能支路，其中，所述通流支路由机械开关与通流单元串联构成；所述整流支路由四个二极管整流单元构成全桥整流电路；所述分断支路由单向晶闸管单元与串联连接的振荡电容器、振荡电感和有源电力电子单元并联构成，且所述耗能支路与所述分断支路并联连接，或与所述分断支路的所述振荡电容器并联连接，或与所述分断支路中串联连接的所述振荡电容器和所述振荡电感两端并联连接，或与所述分断支路中串联连接的所述振荡电容器和所述有源电力电子单元两端并联连接，或与所述通流支路并联连接；或所述分断支路由串联连接的单向晶闸管单元和有源电力电子单元与串联连接的振荡电容器和振荡电感并联构成，且所述耗能支路与所述分断支路并联连接，或与所述分断支路的所述振荡电容器并联连接，或与所述通流支路并联连接；所述通流支路与所述整流支路的所述全桥整流电路交流侧并联连接；所述整流支路的所述全桥整流电路直流侧与所述分断支路并联连接。2.如权利要求1所述的关断电流的装置，其特征在于，其中，所述有源电力电子单元由至少一个具有旁路功能的有源电力电子模块串联构成，所述具有旁路功能的有源电力电子模块包括电力电子开关，有源电力电子模块旁路开关和电压源，所述电力电子开关包括第一电力电子开关和第二电力电子开关，所述有源电力电子模块旁路开关包括第一旁路开关，所述电压源包括第一电压源，所述第一电力电子开关的正极与所述第一电压源的正极连接，所述第一电力电子开关的负极与所述第二电力电子开关的正极连接后引出外接线，所述第二电力电子开关的负极与第一电压源的负极连接后引出外接线，所述第一旁路开关并联连接于两个引出外接线之间；或所述具有旁路功能的有源电力电子模块包括电力电子开关，有源电力电子模块旁路开关和电压源，所述电力电子开关包括第三电力电子开关、第四电力电子开关、第五电力电子开关和第六电力电子开关，所述有源电力电子模块旁路开关包括第二旁路开关，所述电压源包括第二电压源，所述第三电力电子开关的正极分别与所述第五电力电子开关的正极及所述第二电压源的正极连接，所述第三电力电子开关的负极与所述第四电力电子开关的正极连接后引出外接线，所述第四电力电子开关的负极分别与所述第六电力电子开关的负极及所述第二电压源的负极连接，所述第五电力电子开关的负极与所述第六电力电子开关的正极连接后引出外接线，所述第二旁路开关并联连接于两个引出外接线之间；或所述具有旁路功能的有源电力电子模块电力电子开关，有源电力电子模块旁路开关和电压源，所述电力电子开关包括第七电力电子开关和第八电力电子开关，所述有源电力电子模块旁路开关包括第三旁路开关，所述电压源包括第三电压源和第四电压源，所述第七电力电子开关的正极与所述第三电压源的正极连接，所述第七电力电子开关的负极与所述第八电力电子开关的正极连接后引出外接线，所述第八电力电子开关的负极与所述第四电压源的负极连接，所述第三电压源的负极与所述第四电压源的正极连接后引出外接线，所述第三旁路开关并联连接于两个引出外接线之间。3.如权利要求2所述的关断电流的装置，其特征在于，所述具有旁路功能的有源电力电子模块的工作模式包括退出模式和投入模式，
在所述退出模式下，所述有源电力电子模块旁路开关闭合；在所述投入模式下，所述有源电力电子模块旁路开关打开。4.如权利要求1所述的关断电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文杰，石巍，杨兵，方太勋，吕玮，陈羽，许元震，赵赢峰，刘云飞，孙超，刘少飞，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，
类型：新型
国别省市：