一种基于晶闸管的低压直流混合式断路器及其控制方法技术

本发明专利技术属于低压配电技术领域，公开了一种基于晶闸管的低压直流混合式断路器及其控制方法，所述基于晶闸管的低压直流混合式断路器包括：主通流支路，包括塑壳断路器S1和隔离开关S3；驱动电路，包括二极管D3、二极管D2、电阻R1、稳压管D4和电容C2；电力电子支路，包括晶闸管SCR、电阻R3、电容C1和二极管D1；耗能支路，包括并联的金属氧化物压敏电阻MOV和电阻R4。本发明专利技术可实现低压直流系统中故障电流的快速清除，从而保护系统安全可靠用电，为低压直流断路器的发展提供了新思路。路器的发展提供了新思路。路器的发展提供了新思路。

【技术实现步骤摘要】
一种基于晶闸管的低压直流混合式断路器及其控制方法


[0001]本专利技术属于低压(解释性的，一般指1500V以下)配电
，特别涉及一种基于晶闸管的低压直流混合式断路器及其控制方法。

技术介绍

[0002]随着以光伏为主的可再生能源快速发展，直流系统作为解决分布式能源并网的关键技术成为了未来电力系统改革的主要方向。与传统交流系统相比，直流系统具有结构简单、线路损耗小、控制简单等优点，目前已应用于光伏场站、电动汽车充电桩、储能中心、零碳建筑、全电飞机、轨道交通等多个场景。但是，直流系统由于缺乏自然过零点、线路阻抗小，导致故障电流上升速度过快，传统交流过零点熄灭技术不再适用；同时，系统电压随着需求不断提升接近至1500V，使得直流开断更加困难；因此，对于直流系统开断保护技术提出了更高的要求。
[0003]目前，低压直流系统开断保护仍然以断路器为主，其根据结构不同可以分为机械断路器、固态断路器和混合式断路器；其中，机械断路器以传统交流开断方式为主，通过热磁脱扣机构或者智能脱扣机构实现故障电流检测，然后解锁操作机构进而实现分闸，为了加速息弧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于晶闸管的低压直流混合式断路器，其特征在于，包括：主通流支路，包括塑壳断路器S1和隔离开关S3；所述隔离开关S3的第一端用于与系统电源相连接，所述隔离开关S3的第二端与所述塑壳断路器S1的第一端相连接，所述塑壳断路器S1的第二端用于与负载相连接；驱动电路，包括二极管D3、二极管D2、电阻R1、稳压管D4和电容C2；所述二极管D3的阳极连接于所述塑壳断路器S1与所述隔离开关S3之间的连接线，所述二极管D3的阴极经所述电阻R1与所述电容C1的一端相连接，所述电容C1的另一端用于接地；所述稳压管D4与所述电容C2反向并联，所述二极管D2的阳极与所述稳压管D4的负极相连接；电力电子支路，包括晶闸管SCR、电阻R3、电容C1和二极管D1；所述晶闸管SCR的阳极与所述塑壳断路器S1的第一端相连接，所述晶闸管SCR的阴极经所述电阻R3与所述电容C1的一端相连接，所述电容C1的另一端与所述二极管D1的阳极相连接，所述二极管D1的阴极与所述塑壳断路器S1的第二端相连接；所述晶闸管SCR的门级与所述二极管D2的阴极经机械开关S2相连接；耗能支路，包括并联的金属氧化物压敏电阻MOV和电阻R4；所述耗能支路的一侧与所述晶闸管SCR的阴极相连接，所述耗能支路的另一侧与所述二极管D1的阳极相连接。2.根据权利要求1所述的一种基于晶闸管的低压直流混合式断路器，其特征在于，所述稳压管D4的钳位电压大于所述晶闸管SCR的最小驱动电压。3.根据权利要求1所述的一种基于晶闸管的低压直流混合式断路器，其特征在于，所述机械开关S2通过连杆机构与所述塑壳断路器S1的动触头相连接，用于形成固定延时；其中，在合闸瞬间，所述机械开关S2先闭合，经过延时后所述塑壳断路器S1闭合；在分闸时刻，所述塑壳断路器S1先分闸，经过延时后所述机械开关S2断开。4.根据权利要求3所述的一种基于晶闸管的低压直流混合式断路器，其特征在于，所述电容C1放电期间，加载在所述晶闸管SCR上的反压需要持续的时间需要满足：放电时间大于等于塑壳断路器S1、机械开关S2延时时间；在机械延时时间内，电容C1上电压始终高于系统电源电压。5.根据权利要求1所述的一种基于晶闸管的低压直流混合式断路器，其特征在于，所述电容C1耐压值大于所述金属氧化物压敏电阻MOV的钳位电压。6.根据权利要求1所述的一种基于晶闸管的低压直流混合式断路器，其特征在于，所述电容C2放电瞬间满足所述晶闸管SCR驱动电压电流需求，所述晶闸管SCR的反向耐压值大于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张照资，陈思磊，高偲智，李兴文，黄银芳，龚祚勇，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：