[實用新型]具有緩沖電路的高壓直流混合電路斷路器

有效

• 申請號: 201120504619.8
• 申請日: 2011-12-07
• 公開（公告）號: CN202650896U
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 于爾根·哈夫納;阿曼·哈桑普爾
• 申請（專利權）人: ABB技術有限公司
• 主分類號: H01H9/54
• 分類號: H01H9/54
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 杜誠;李春暉

技術領域

本發明一般涉及高壓直流(HVDC)混合電路斷路器，更具體地涉及這樣的電路斷路器中的緩沖電路。

背景技術

諸如WO2011/057675中所公開的HVDC混合電路斷路器通常基于并聯連接到固態輔斷路器和機械隔離開關的串聯連接的固態主斷路器的組合?；旌想娐窋嗦菲鞯墓ぷ髟硎侵鲾嗦菲?、輔斷路器和隔離開關在正常操作期間閉合。如果接收到斷開信號，則混合電路斷路器通過首先使輔斷路器開路來嘗試斷開流經斷路器的電流，從而將流經輔斷路器和隔離開關的電流整流到主斷路器。隨后，使隔離開關開路以隔離輔斷路器，以及最終使主斷路器開路，導致將電流從主斷路器整流到電涌放電器，其中，該電涌放電器并聯連接到主斷路器。

經常，混合電路斷路器設置有緩沖電路，以抑制當使隔離開關開路時響應電流的突然中斷而發生的電壓瞬變。緩沖電路通常包括并聯連接到輔斷路器的電容器。

當通過使輔斷路器開路來初始化混合電路斷路器的斷開操作時，對緩沖電路充電，但是電流一從輔斷路器整流到主斷路器，電容器就通過隔離開關和主斷路器放電。該放電過程以及所導致的經過隔離開關的非零電流阻礙隔離開關的斷開操作。

發明內容

本發明的目的是提供對以上技術和現有技術的更有效的替代。

更具體地，本發明的目的是提供一種改進的HVDC混合電路斷路器。

本發明的這些和其它目的通過具有獨立權利要求1中所限定的特征的直流(DC)電路斷路器來實現。本發明的實施例由從屬權利要求來表征。

根據本發明的方面，提供一種DC電路斷路器。電路斷路器包括主斷路器、隔離開關、和輔斷路器。隔離開關和輔斷路器串聯連接。隔離開關和輔斷路器的串聯連接并聯連接到主斷路器。輔斷路器包括功率半導體開關元件和緩沖電路。緩沖電路并聯連接到功率半導體開關元件。緩沖電路包括第一電容器、第二電容器、第一電阻器、第二電阻器、和第一二極管。第一電阻器并聯連接到第一電容器。第二電阻器與第二電容器串聯連接。第二電阻器和第二電容器的串聯連接并聯連接到第一電容器和第一電阻器。第一二極管具有第一極性，并且與下述部分的并聯連接進行串聯連接：第一電容器、第一電阻器以及第二電阻器與第二電容器的串聯連接。

本發明使用了這樣的認識：通過為輔斷路器設置有上文中描述的緩沖電路，可防止在HVDC混合電路斷路器的斷開操作期間緩沖電容器的不受控制的放電。在斷開時間期間，對第一電容器充電，以及隨后，所存儲的電荷將在第一電容器與第二電容器之間共享，并且還通過并聯的電阻器被消耗。

由于可減輕與現有技術的混合電路斷路器相關聯的、由于從電容器流經隔離開關和主斷路器的放電電流而引起的問題，本發明的實施例是有益的。更具體地，流經現有技術的混合電路斷路器的隔離開關的非零電流阻礙隔離開關的斷開動作。另一方面，在本發明的實施例中，防止電容器的不受控制的放電，由此允許隔離開關斷開電流。

根據本發明的實施例，功率半導體開關元件包括絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)和第二二極管。IGBT具有第一極性。第二二極管具有第二極性，該第二極性與第一極性相反。第二二極管并聯連接到IGBT。

根據本發明的實施例，功率半導體開關元件包括雙模式絕緣柵晶體管(BiGT)和第二二極管。BiGT具有第一極性。第二二極管具有第二極性，該第二極性與第一極性相反。第二二極管并聯連接到BiGT。

根據本發明的實施例，主斷路器包括多個功率半導體開關元件。開關元件串聯連接。

根據本公開的實施例，隔離開關包括機械開關。

根據本公開的實施例，輔斷路器包括功率半導體開關元件。而且，輔斷路器可包括串聯連接的多個功率半導體開關元件。

盡管已經參考根據本發明第一方面的混合電路斷路器的實施例在一些情況下描述了本發明的優點，但是相應的推理應用于根據本發明第二方面的方法的實施例。

當研究下面的詳細公開、附圖和所附的權利要求書時，本發明的其它目的、特點和優點將變得明顯。本領域技術人員了解可組合本發明的不同特征，以創建除下面所描述的那些實施例以外的實施例。

附圖說明

通過下面的參考附圖對本發明實施例的說明性和非限制性的詳細說明，將更好地理解本發明的以上和附加目的、特點和優點，在附圖中：

圖1是現有技術的HVDC混合電路斷路器的示意圖。

圖2是根據本發明實施例的HVDC混合電路斷路器的示意圖。