【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电气设备，具体涉及一种低压固态断路器。
技术介绍
1、随着国民经济持续快速的增长，配电网容量日益增大，系统的短路容量也持续增加，直流故障保护问题日渐严重。故当前对于开关设备的开断能力提出了更高的要求。同时，由于用户对供电质量要求的不断提高，如何快速切除短路电流、抑制故障期间电网电压的跌落也非常重要。
2、固态断路器由于其无机械触头系统和运动机构，投切迅速、精确可控、限流能力强，不存在电弧烧蚀，理论上可无限次重复使用，寿命长，因此在中低压等级具有广阔的应用前景。
3、当前常用的固态断路器包括交错型固态断路器和并联型固态断路器等，具有结构简单、响应迅速等特点，但其关断依赖于较大的电流变化率(di/dt)，若负载经高阻抗短路则无法进行故障开断。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低压固态断路器，旨在研究现有固态断路器理论基础上，新增拓扑结构，使其开断情况不依赖于电流变化率，具备良好的开断能力。
2、本专利技术解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
3、一种低压固态断路器，其特征在于：包括电容充电回路、供电回路和电容放电回路；所述电容充电回路用于通过电源为电容充电；所述供电回路用于通过电源为负载供电，所述供电回路上串联有负载晶闸管，所述负载晶闸管的导通方向与供电电流方向一致，但与电容放电电流方向相反；所述电容放电回路用于通过电容放电关断所述负载晶闸管，从而断开负载供电，所述电容放电回路包括所述负
4、而且，所述供电回路包括n个供电支路，每个供电支路对应一路负载，n个供电支路并联，负载晶闸管设置于各个供电支路上；电容放电回路包括n个放电支路，每个放电支路对应一路负载，n个放电支路并联，第二开断控制晶闸管设置于各个放电支路上。
5、而且，所述负载晶闸管为逆导晶闸管。
6、而且，所述第一开断控制晶闸管为逆导晶闸管。
7、而且，设置有避雷器。
8、而且，所述电容充电回路包括第一充电电阻和第二充电电阻，电源两级依次串联所述第一充电电阻、所述电容和所述第二充电电阻，第一充电电阻的阻值和第二充电电阻的阻值满足如下要求：
9、
10、其中，r1为第一充电电阻的阻值，r2为第二充电电阻的阻值，c为所述电容的电容值，tlim为所述电容的充电时间。
11、而且，所述电容放电回路包括电容和电感，电容和电感进行串联连接，所述电容的电容值及电感的电感值满足如下要求：
12、l≤1.21×c，
13、其中，c为所述电容的电容值，l为所述电感的电感值。
14、而且，所述电容放电回路的电容放电周期大于200us。
15、而且，配合故障检测装置使用，故障检测装置通过检测点与负载进行串联连接，以对于负载电流进行检测；所述故障检测装置还通过控制开关分别与第一开断控制晶闸管的门极、阳极，以及第二开断控制晶闸管的门极、阳极连接，当第一开断控制晶闸管和第二开断控制晶闸管需要导通时，故障检测装置通过控制开关将所述第一开断控制晶闸管的门极与阳极连通，将所述第二开断控制晶闸管的门极与阳极连通。
16、本专利技术的优点和有益效果为：
17、1、本专利技术的低压固态断路器，当某一支路发生故障时，导通故障所在放电回路的晶闸管，使电容放电电流反向流经负载晶闸管从而实现故障开断。整个过程与故障电流变化率无关，因此低压固态断路器能够不依赖较大的电流变化率即可实现故障开断。
18、2、本专利技术具备一定的灵活性，仅使用一台断路器即可进行多条线路的开断操作，具有良好的经济性。
19、3、本专利技术的低压固态断路器，电容充电回路上包括充电电阻r1、充电电阻r2及避雷器mov，电容放电回路上包括电容c、电感l、负载晶闸管、第一开断控制晶闸管和第二开断控制晶闸管，通过多个元件之间的配合，可对于电容进行充电、放电操作，实现断路器开断。
20、4、本专利技术的低压固态断路器，对电容充电速度进行约束，能够快速进行电容充电，减小工作死区。
21、5、本专利技术的低压固态断路器，对开断能力进行约束，具有足够大的放电电流，完成故障开断。
22、6、本专利技术的低压固态断路器，对频率进行约束，控制电容放电周期，使晶闸管拥有足够的时间关断。
23、7、本专利技术的低压固态断路器，使用避雷器对于元件电压进行限制，防止元件承受较大电压而导致击穿，同时降低元件成本。
24、8、本专利技术的低压固态断路器，需通过故障检测装置进行故障开断，故障检测装置通过监测点与负载进行串联连接，以对于负载电流进行检测；故障检测装置还通过控制开关分别与第一开断控制晶闸管的门极、阳极，以及第二开断控制晶闸管的门极、阳极连接，当第一开断控制晶闸管和第二开断控制晶闸管需要导通时，故障检测装置通过控制开关将所述第一开断控制晶闸管的门极与阳极连通，将所述第二开断控制晶闸管的门极与阳极连通，即可完成晶闸管导通。
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1.一种低压固态断路器，其特征在于：包括电容充电回路、供电回路和电容放电回路；所述电容充电回路用于通过电源为电容充电；所述供电回路用于通过电源为负载供电，所述供电回路上串联有负载晶闸管，所述负载晶闸管的导通方向与供电电流方向一致，但与电容放电电流方向相反；所述电容放电回路用于通过电容放电关断所述负载晶闸管，从而断开负载供电，所述电容放电回路包括所述负载晶闸管、第一开断控制晶闸管和第二开断控制晶闸管，所述负载晶闸管、第一开断控制晶闸管和第二开断控制晶闸管串联，所述第一开断控制晶闸管和所述第二开断控制晶闸管的导通方向与电容放电电流方向一致。
2.根据权利要求1所述的低压固态断路器，其特征在于：所述供电回路包括N个供电支路，每个供电支路对应一路负载，N个供电支路并联，负载晶闸管设置于各个供电支路上；电容放电回路包括N个放电支路，每个放电支路对应一路负载，N个放电支路并联，第二开断控制晶闸管设置于各个放电支路上。
3.根据权利要求1所述的低压固态断路器，其特征在于：所述负载晶闸管为逆导晶闸管。
4.根据权利要求1所述的低压固态断路器，其特征在于：所述第
5.根据权利要求1所述的低压固态断路器，其特征在于：设置有避雷器，用于在故障时对所述电容进行保护。
6.根据权利要求1所述的低压固态断路器，其特征在于：所述电容充电回路包括第一充电电阻和第二充电电阻，电源两级依次串联所述第一充电电阻、所述电容和所述第二充电电阻，第一充电电阻的阻值和第二充电电阻的阻值满足如下要求：
7.根据权利要求1所述的低压固态断路器，其特征在于：所述电容放电回路包括电容和电感，电容和电感进行串联连接，所述电容的电容值及电感的电感值满足如下要求：
8.根据权利要求1所述的低压固态断路器，其特征在于：所述电容放电回路的电容放电周期大于200us。
9.根据权利要求1所述的低压固态断路器，其特征在于：配合故障检测装置使用，故障检测装置通过检测点与负载进行串联连接，以对于负载电流进行检测；所述故障检测装置还通过控制开关分别与第一开断控制晶闸管的门极、阳极，以及第二开断控制晶闸管的门极、阳极连接，当第一开断控制晶闸管和第二开断控制晶闸管需要导通时，故障检测装置通过控制开关将所述第一开断控制晶闸管的门极与阳极连通，将所述第二开断控制晶闸管的门极与阳极连通。
...【技术特征摘要】
1.一种低压固态断路器，其特征在于：包括电容充电回路、供电回路和电容放电回路；所述电容充电回路用于通过电源为电容充电；所述供电回路用于通过电源为负载供电，所述供电回路上串联有负载晶闸管，所述负载晶闸管的导通方向与供电电流方向一致，但与电容放电电流方向相反；所述电容放电回路用于通过电容放电关断所述负载晶闸管，从而断开负载供电，所述电容放电回路包括所述负载晶闸管、第一开断控制晶闸管和第二开断控制晶闸管，所述负载晶闸管、第一开断控制晶闸管和第二开断控制晶闸管串联，所述第一开断控制晶闸管和所述第二开断控制晶闸管的导通方向与电容放电电流方向一致。
2.根据权利要求1所述的低压固态断路器，其特征在于：所述供电回路包括n个供电支路，每个供电支路对应一路负载，n个供电支路并联，负载晶闸管设置于各个供电支路上；电容放电回路包括n个放电支路，每个放电支路对应一路负载，n个放电支路并联，第二开断控制晶闸管设置于各个放电支路上。
3.根据权利要求1所述的低压固态断路器，其特征在于：所述负载晶闸管为逆导晶闸管。
4.根据权利要求1所述的低压固态断路器，其特征在于：所述第一开断控制晶闸管为逆导晶闸管。
...【专利技术属性】
技术研发人员：温伟杰，李晨阳，何慧雯，王磊，徐阳，陈阳，杨伟敏，杨翔宇，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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