【技术实现步骤摘要】
一种高压直流断路器
本专利技术涉及一种断路器,具体涉及一种直流断路拓扑。
技术介绍
快速直流断路器是保证直流输配电系统和直流电网系统稳定安全可靠运行的关键设备之一。与交流系统所不同的是,直流系统的电流并不存在自然过零点,因此直流系统中无法像交流系统一样利用电流的自然过零点关断,因此直流电流的开断问题一直是一个值得研究的课题。目前开断直流电流通常有两种方式,第一种是纯电力电子断路器,如专利CN102870181A,利用大功率可关断电力电子器件,直接分断直流电流。利用这种原理制造的固态断路器,在时间上虽然可以满足多端柔性直流系统的要求,但在正常导通时的损耗过大,经济性较差。第二种是混合断路器技术,即在传统的交流机械断路器的基础上,通过增加辅助的电力电子电路,投入限流电阻以降低短路电流或在开断弧间隙的直流电流上叠加振荡电流,利用电流过零时开断电路。利用这种原理制造的混合式断路器,由于其对机械开关有特殊要求,在分断时间上较难满足直流输电系统的要求。西门子公司的专利(WO2013/093066A1)提出的一种混合断路器技术,在主通路上串联机械开关和电力电子全控器件,另一条旁路由电容组成,当检测到故障电流时,主通路上电力电子全控器件断开,机械开关也开始开断,故障电流向旁路电容充电,这种电路的旁路电容不能取值过小,否则机械开关尚未完全打开,若旁路电容在故障电流充电下电压上升过快会超过机械开关和电力电子器件承受电压等级。然而电容值取值大时,开断速度就会受到影响。ABB公司的专利(WO2011141054A1)提出的一种混合断路器技术,在主通路上串联机械开关和电力电子全控器 ...
【技术保护点】
一种高压直流断路器,其特征在于:所述的直流断路器由初始电流通路(1)和故障电流阻断通路(2)组成;初始电流通路(1)的第一引出端子与故障电流阻断通路(2)的第一引出端子连接后作为直流断路器的第一引出端子(7)与外部线路连接,初始电流通路(1)的第二引出端子与故障电流阻断通路(2)的第二引出端子连接,作为直流断路器的第二引出端子(8)与直流输电线的另一端连接;所述的初始电流通路(1)包括电力电子器件开关模块(3)和机械开关模块(4);故障电流阻断通路(2)包括电容器模块(C)和模块化投切子单元串联部分(5);所述的初始电流通路中,所述的机械开关模块(4)包括至少一个机械开关串联组件;所述的电力电子开关模块(3)包括至少一个电力电子器件串联组件;机械开关模块(4)的一端与电力电子开关模块(3)的一端(10)连接,机械开关模块(4)的另一端作为初始电流通路(1)的第一引出端子(7)与外部线路连接;电力电子开关模块(3)的另一端作为初始电流通路的第二引出端子,与故障电流阻断通路(2)的第二引出端子连接;所述的故障电流阻断通路(2)中,所述的电容器模块(C)的一端与模块化投切子单元串联部分(5) ...
【技术特征摘要】
1.一种高压直流断路器,其特征在于:所述的直流断路器由初始电流通路(1)和故障电流阻断通路(2)组成;初始电流通路(1)的第一引出端子与故障电流阻断通路(2)的第一引出端子连接后作为直流断路器的第一引出端子(7)与外部线路连接,初始电流通路(1)的第二引出端子与故障电流阻断通路(2)的第二引出端子连接,作为直流断路器的第二引出端子(8)与直流输电线的另一端连接;所述的初始电流通路(1)包括电力电子器件开关模块(3)和机械开关模块(4);故障电流阻断通路(2)包括电容器模块(C)和模块化投切子单元串联部分(5);所述的初始电流通路(1)中,所述的机械开关模块(4)包括至少一个机械开关串联组件;所述的电力电子器件开关模块(3)包括至少一个电力电子器件串联组件;机械开关模块(4)的一端与电力电子器件开关模块(3)的一端(10)连接,机械开关模块(4)的另一端作为初始电流通路(1)的第一引出端子(7)与外部线路连接;电力电子器件开关模块(3)的另一端作为初始电流通路的第二引出端子,与故障电流阻断通路(2)的第二引出端子连接;所述的故障电流阻断通路(2)中,所述的电容器模块(C)的一端与模块化投切子单元串联部分(5)的一端连接,电容器模块(C)的另一端作为故障电流阻断通路(2)的第一引出端子与初始电流通路(1)的第一引出端子连接,模块化投切子单元串联部分(5)的另一端作为故障电流阻断通路(2)的第二引出端子与初始电流通路(1)的第二引出端子连接;所述的电力电子器件开关模块(3)由至少一个半控型器件组成;所述的半控型器件采用晶闸管时,所述的电容器模块(C)需配置预充电机(16)。2.按照权利要求1所述的高压直流断路器,其特征在于:所述的电力电子器件开关模块(3)由至少一个电力电子全控器件串联组成;所述的电力电子全控器件为IGBT或IGCT或GTO。3.按照权利要求1所述的高压直流断路器,其特征在于:所述的预充电机(16)对电容器模块(C)预充电;当检测到线路短路故障以后,所述的故障电流阻断通路的模块化投切子单元串联部分的...
【专利技术属性】
技术研发人员:韦统振,朱晋,肖立业,
申请(专利权)人:中国科学院电工研究所,
类型:发明
国别省市:
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