【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于直流断路器，特别是一种基于电容电压换流的快速直流断路器。
技术介绍
1、随着直流电力系统的高速发展和系统容量的不断上升，直流系统的稳定与安全至关重要。短路故障对电路的损害严重，如不能快速的切断短路故障，短路电流的快速爬升将对电力系统造成不可估量的损失。
2、低压直流断路器主要分为机械式直流断路器、固态式直流断路器和混合型固态断路器。传统的机械式直流断路器开断时会产生电弧，长久使用，触头的烧蚀严重，寿命不高，但其优势是通态电阻小。固态式直流断路器具有无飞弧、寿命高、关断速度快的优势，但是收半导体技术的限制，其通态损耗大，电能传输效率低。混合型固态断路器结合了传统的机械式断路器和固态式断路器的优势，既保证了低通态损耗，又保证了高寿命、关断速度快的优势。而现存的基于空气电弧转移电流的混合型固态断路器仍然会有触头烧蚀的问题。
3、在
技术介绍
部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了基于电容电压换流的快速直流断路器及方法，具有现存混合型固态断路器的低通态损耗和关断速度快的优势，又进一步降低了触头烧蚀问题。
2、本专利技术采用如下技术方案：
3、基于电容电压换流的快速直流断路器由第一接入端a1、第二接入端a2、高速机械开关支路、隔离开关、电力电子开关和限流电抗器l组成，其中，
4、第一接入端a
5、第二接入端a2，其配置成快速直流断路器的出线端；
6、限流电抗器l，其一端连接第一接入端a1；
7、高速机械开关支路，其连接在所述限流电抗器l的另一端和第二接入端a2之间，高速机械开关支路包括两个串联在限流电抗器l的另一端和第二接入端a2之间的机械开关k1和机械开关k2，机械开关k1并联电容c和并联电阻r；
8、隔离开关，其一端连接在所述限流电抗器l的另一端和高速机械开关支路之间；
9、电力电子开关，其连接在所述隔离开关的另一端和第二接入端a2之间且并联所述高速机械开关支路，所述电力电子开关包括，
10、至少一组电力电子模块，其连接在隔离开关的另一端和第二接入端a2之间，
11、缓冲支路，其连接在隔离开关的另一端和第二接入端a2之间以并联至少一组电力电子模块，缓冲支路包括串联的缓冲电阻和缓冲电容，
12、耗能支路，其连接在隔离开关的另一端和第二接入端a2之间且并联所述缓冲支路。
13、所述的基于电容电压换流的快速直流断路器中，快速直流断路器发生短路故障时，限流电抗器l限制电流的增速，同时机械开关k1快速打开，在电弧电压的作用下对电容c进行充电，机械开关k1的电流减小，电弧电压进一步增大，电容c电流进一步增大，短路电流快速转移到电容支路，此时，导通电力电子模块，在电容电压的作用下，短路电流转移到电力电子模块，电流转移完成之后，机械开关k2打开。
14、所述的基于电容电压换流的快速直流断路器中，机械开关k1产生的电弧是空气电弧。
15、所述的基于电容电压换流的快速直流断路器中，所述机械开关k1和机械开关k2均由电磁斥力机构、保持机构和驱动电路组成。
16、所述的基于电容电压换流的快速直流断路器中，所述电力电子模块包括mos、igbt或igct及其组合。
17、所述的基于电容电压换流的快速直流断路器中，所述耗能支路包括金属氧化物避雷器。
18、所述的基于电容电压换流的快速直流断路器中，金属氧化物避雷器包括线路型金属氧化物避雷器、无间隙线路型金属氧化物避雷器、全绝缘复合外套金属氧化物避雷器及其组合。
19、所述的基于电容电压换流的快速直流断路器中，快速直流断路器为双向快速直流断路器。
20、所述的基于电容电压换流的快速直流断路器中，限流电抗器l包括电感。
21、基于电容电压换流的快速直流断路器的开断方法包括以下步骤，
22、第一步骤，快速直流断路器正常通流，电流通过限流电抗器l、机械开关k1和机械开关k2，电力电子开关不导通，
23、第二步骤，快速直流断路器发生短路故障，机械开关k1打开，短路电流快速地转移到与机械开关1并联的电容c上，
24、第三步骤，导通电力电子开关，电流完全转移到电力电子模块，打机械开关k2，
25、第四步骤，机械开关k2达到额定开距后，关断电力电子模块，耗能支路耗散电路残余能量，打开隔离开关，快速直流断路器分断完成。
26、和现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
27、基于电容电压换流的快速直流断路器断路器无飞弧、寿命高、关断速度快且通态损耗低、避免了触头烧蚀。
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1.一种基于电容电压换流的快速直流断路器，其特征在于，其由第一接入端A1、第二接入端A2、高速机械开关支路、隔离开关、电力电子开关和限流电抗器L组成，其中，
2.根据权利要求1所述的基于电容电压换流的快速直流断路器，其特征在于，优选的，快速直流断路器发生短路故障时，限流电抗器L限制电流的增速。
3.根据权利要求1所述的基于电容电压换流的快速直流断路器，其特征在于，机械开关K1产生的电弧是空气电弧。
4.根据权利要求1所述的基于电容电压换流的快速直流断路器，其特征在于，所述机械开关K1和机械开关K2均由电磁斥力机构、保持机构和驱动电路组成。
5.根据权利要求1所述的基于电容电压换流的快速直流断路器，其特征在于，所述电力电子模块包括MOS、IGBT或IGCT及其组合。
6.根据权利要求1所述的基于电容电压换流的快速直流断路器，其特征在于，所述耗能支路包括金属氧化物避雷器。
7.根据权利要求6所述的基于电容电压换流的快速直流断路器，其特征在于，金属氧化物避雷器包括线路型金属氧化物避雷器、无间隙线路型金属氧化物避雷器
8.根据权利要求1所述的基于电容电压换流的快速直流断路器，其特征在于，快速直流断路器为双向快速直流断路器。
9.根据权利要求1所述的基于电容电压换流的快速直流断路器，其特征在于，限流电抗器L包括电感。
10.权利要求1-9中任一项所述的基于电容电压换流的快速直流断路器的开断方法，其特征在于，其包括以下步骤，
...【技术特征摘要】
1.一种基于电容电压换流的快速直流断路器，其特征在于，其由第一接入端a1、第二接入端a2、高速机械开关支路、隔离开关、电力电子开关和限流电抗器l组成，其中，
2.根据权利要求1所述的基于电容电压换流的快速直流断路器，其特征在于，优选的，快速直流断路器发生短路故障时，限流电抗器l限制电流的增速。
3.根据权利要求1所述的基于电容电压换流的快速直流断路器，其特征在于，机械开关k1产生的电弧是空气电弧。
4.根据权利要求1所述的基于电容电压换流的快速直流断路器，其特征在于，所述机械开关k1和机械开关k2均由电磁斥力机构、保持机构和驱动电路组成。
5.根据权利要求1所述的基于电容电压换流的快速直流断路器，其特征在于，所述电力电子模块包括mos、...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘文魁，吴益飞，吴翊，王子祥，康琼，胡杨，
申请(专利权)人：平高集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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