【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及线路阻断，特别是一种快速电流阻断电路及方法。
技术介绍
1、目前在直流配电网领域普遍采用基于空气绝缘的塑壳式断路器或框架式断路器作为直流短路故障的开断器件。空气断路器应用广泛、技术成熟、分断电流大、性价比高，但是存在分断时间长(20ms以上)、寿命短(500-2000次)等问题，无法适应低压直流配电网领域的电力电子设备应用要求。
2、现有典型的直流短路保护方案配置直流塑壳断路器和直流配电网保护装置，实现电流变化率、电流增量、低压大电流等保护，确保直流线路在短路工况下故障保护及隔离。由于空气断路器的分断时间长，10in下保护动作时间可达20ms以上，不仅造成大范围的短路故障扩散，故障电流也超过电力电子设备的耐受范围，可能会造成设备内部功率半导体器件的损坏，并且现有的线路阻断器不能准确的得出故障线路点。
技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
2、鉴于上述和/或现有的电流阻断器存在的问题，提出了本专利技术。
3、因此，本专利技术的一个目的是提供一种快速电流阻断电路，其所要解决的问题是如何快速断路的问题。
4、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种快速电流阻断电路，其包括，主电路模块，包括第一直流
5、作为本专利技术所述快速电流阻断电路的一种优选方案，其中：还包括开关模块，所述开关模块包括第一直流空气开关和第二直流空气开关，所述第一直流空气开关设置在所述第一直流线和所述第二直流线的输入端，所述第二直流空气开关设置在所述第一直流线和所述第二直流线的输出端。
6、作为本专利技术所述快速电流阻断电路的一种优选方案，其中：所述第一功率开关件包括第一igbt、第一二极管和第一电感，所述第一igbt与所述第一电感串联在所述第一直流线上，所述第一igbt的集电极与所述第一二极管的负极相连，所述第一igbt的发射极与所述第一二极管的正极相连。
7、作为本专利技术所述快速电流阻断电路的一种优选方案，其中：所述第二功率开关件包括第二igbt、第三igbt、第四igbt、第五igbt和第六igbt；所述第四igbt的集电极与所述第一igbt的发射极相连，所述第四igbt的发射极与所述第二直流线相连；所述第二igbt与所述第五igbt串联，并且所述第二igbt的集电极与所述第一直流线相连，所述第五igbt的发射极与所述第二直流线相连；所述第三igbt与所述第六igbt串联，所述第三igbt的集电极与所述第一直流线相连，所述第六igbt的发射极与所述第二直流线相连。
8、作为本专利技术所述快速电流阻断电路的一种优选方案，其中：所述半桥模块还包括第二电感和第三电感；所述第二igbt的发射极与所述第五igbt的集电极的铰接点与所述第二电感的一端相连，所述第二电感的另一端与所述第一直流线相连；所述所述第三igbt的发射极与所述第六igbt的集电极的铰接点与所述第三电感的一端相连，所述第三电感的另一端与所述第一直流线相连。
9、作为本专利技术所述快速电流阻断电路的一种优选方案，其中：所述第二功率开关件还包括第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管和第六二极管，所述第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管和第六二极管分别与所述第二igbt、第三igbt、第四igbt、第五igbt和第六igbt反向并联。
10、本专利技术的第二个目的是提供一种快速电流阻断方法，其所要解决的问题是如何快速确定线路故障点的问题。
11、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种快速电流阻断方法，包括上述的快速电流阻断电路，以及：通过预先测量得出工况模型，工况模型有七种不同的断路工况；控制模块实时检测电流和电压之间的相位差，并将检测结果与工况模型做对比；控制模块根据电流和电压之间的相位差与工况模型进行对比，得出故障线路具体位置；当检测到半桥模块完全关断时，控制模块向第一直流空气开关和第二直流空气开关发送分闸指令，用于故障的完全隔离。
12、作为本专利技术所述快速电流阻断方法的一种优选方案，采集正常工况下的电流值、电压值和电流和电压之间的相位差；再分别采集第一igbt关断、第二igbt关断、第三igbt关断、第一igbt和第二igbt关断、第一igbt和第三igbt关断、第二igbt和第三igbt关断、第一igbt、第二igbt和第三igbt全部关断时的电压值和电流和电压之间的相位差；控制模块分析对比测量的电压值和电流和电压之间的相位差，判断线路的具体故障点。
13、作为本专利技术所述快速电流阻断方法的一种优选方案，其中第一igbt关断，第二igbt和第三igbt接通，此时测量第二电感和第三电感，随后将测量结果反馈给控制模块，控制模块根据电流和电压之间的相位差得知第一igbt关断；第二igbt关断，第一igbt和第三igbt接通，此时测量第一电感l1和第三电感，随后将测量结果反馈给控制模块，控制模块根据电流和电压之间的相位差得知第二igbt关断；第三igbt关断，第一igbt和第二igbt接通，此时测量第一电感和第二电感，随后将测量结果反馈给控制模块，控制模块根据电流和电压之间的相位差得知第三igbt关断。
14、作为本专利技术所述快速电流阻断方法的一种优选方案，其中：第一igbt和第二igbt关断，第三igbt接通，此时测量第三电感，随后将测量结果反馈给控制模块，控制模块根据电流和电压之间的相位差得知第一igbt和第二igbt关断；第一igbt和第三igbt关断，第二igbt接通，此时测量第二电感，随后将测量结果反馈给控制模块，控制模块根据电流和电压之间的相位差得知第一igbt和第三igbt关断；第二igbt和第三igbt关断，第一igbt接通，此时测量第一电感，随后将测量结果反馈给控制模块，控制模块根据电流和电压之间的相位差得知第二igbt和第三igbt关断；第一igbt、第二igbt和第三igbt全部关断，随后将测量结果反馈给控制模块，控制模块根据电流和电压之间的相位差得知第一igbt、第二igbt和第三igbt全部关断。
15、本专利技术有益效果为：通过建立工况模型以显示不同线路故障下的参考值，随后通过控制模块感知半桥模块的多种通断情况，根据测量的电流和电压之间的相位差与工况模型进行对比，得出准确的故障线路点。...
【技术保护点】
1.一种快速电流阻断电路，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的快速电流阻断电路，其特征在于，还包括开关模块(300)，所述开关模块(300)包括第一直流空气开关(QF1)和第二直流空气开关(QF2)，所述第一直流空气开关(QF1)设置在所述第一直流线(101)和所述第二直流线(102)的输入端，所述第二直流空气开关(QF2)设置在所述第一直流线(101)和所述第二直流线(102)的输出端。
3.如权利要求2所述的快速电流阻断电路，其特征在于，所述第一功率开关件(201)包括第一IGBT(T1)、第一二极管(D1)和第一电感(L1)，所述第一IGBT(T1)与所述第一电感(L1)串联在所述第一直流线(101)上，所述第一IGBT(T1)的集电极与所述第一二极管(D1)的负极相连，所述第一IGBT(T1)的发射极与所述第一二极管(D1)的正极相连。
4.如权利要求3所述的快速电流阻断电路，其特征在于，所述第二功率开关件(202)包括第二IGBT(T2)、第三IGBT(T3)、第四IGBT(T4)、第五IGBT(T5)和第六IGBT(T6)；所
5.如权利要求4所述的快速电流阻断电路，其特征在于，所述半桥模块(200)还包括第二电感(L2)和第三电感(L3)；所述第二IGBT(T2)的发射极与所述第五IGBT(T5)的集电极的铰接点与所述第二电感(L2)的一端相连，所述第二电感(L2)的另一端与所述第一直流线(101)相连；所述所述第三IGBT(T3)的发射极与所述第六IGBT(T6)的集电极的铰接点与所述第三电感(L3)的一端相连，所述第三电感(L3)的另一端与所述第一直流线(101)相连。
6.如权利要求4或5所述的快速电流阻断电路，其特征在于，所述第二功率开关件(202)还包括第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第五二极管(D5)和第六二极管(D6)，所述第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第五二极管(D5)和第六二极管(D6)分别与所述第二IGBT(T2)、第三IGBT(T3)、第四IGBT(T4)、第五IGBT(T5)和第六IGBT(T6)反向并联。
7.一种快速电流阻断方法，其特征在于，包括权利要求1～6任一项所述的快速电流阻断电路，以及：
8.如权利要求7所述的快速电流阻断方法，其特征在于，工况模型的分析：
9.如权利要求8所述的快速电流阻断方法，其特征在于，第一IGBT(T1)关断，第二IGBT(T2)和第三IGBT(T3)接通，此时测量第二电感(L2)和第三电感(L3)，随后将测量结果反馈给控制模块，控制模块根据电流和电压之间的相位差得知第一IGBT(T1)关断；
10.如权利要求8所述的快速电流阻断方法，其特征在于，第一IGBT(T1)和第二IGBT(T2)关断，第三IGBT(T3)接通，此时测量第三电感(L3)，随后将测量结果反馈给控制模块，控制模块根据电流和电压之间的相位差得知第一IGBT(T1)和第二IGBT(T2)关断；
...【技术特征摘要】
1.一种快速电流阻断电路，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的快速电流阻断电路，其特征在于，还包括开关模块(300)，所述开关模块(300)包括第一直流空气开关(qf1)和第二直流空气开关(qf2)，所述第一直流空气开关(qf1)设置在所述第一直流线(101)和所述第二直流线(102)的输入端，所述第二直流空气开关(qf2)设置在所述第一直流线(101)和所述第二直流线(102)的输出端。
3.如权利要求2所述的快速电流阻断电路，其特征在于，所述第一功率开关件(201)包括第一igbt(t1)、第一二极管(d1)和第一电感(l1)，所述第一igbt(t1)与所述第一电感(l1)串联在所述第一直流线(101)上，所述第一igbt(t1)的集电极与所述第一二极管(d1)的负极相连，所述第一igbt(t1)的发射极与所述第一二极管(d1)的正极相连。
4.如权利要求3所述的快速电流阻断电路，其特征在于，所述第二功率开关件(202)包括第二igbt(t2)、第三igbt(t3)、第四igbt(t4)、第五igbt(t5)和第六igbt(t6)；所述第四igbt(t4)的集电极与所述第一igbt(t1)的发射极相连，所述第四igbt(t4)的发射极与所述第二直流线(102)相连；所述第二igbt(t2)与所述第五igbt(t5)串联，并且所述第二igbt(t2)的集电极与所述第一直流线(101)相连，所述第五igbt(t5)的发射极与所述第二直流线(102)相连；所述第三igbt(t3)与所述第六igbt(t6)串联，所述第三igbt(t3)的集电极与所述第一直流线(101)相连，所述第六igbt(t6)的发射极与所述第二直流线(102)相连。
5.如权利要求4所述的快速电流阻断电路，其特征在于，所述半桥模块...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓华，代盛国，赵永辉，孙立元，艾渊，张益鸣，张一竞，杨茗，刘婉媛，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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