[發明專利]一種使線路雙向電流分斷的裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 201310037475.3
• 申請日: 2013-01-31
• 公開（公告）號: CN103972855A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 曹冬明;方太勛;王宇;楊浩;楊兵;石巍;呂瑋
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: H02H3/087
• 分類號: H02H3/087
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

1.一種使線路雙向電流分斷的裝置，包括分斷電流支路和通態電流支路；其中，分斷電流支路包括一個非線性電阻和一個第一功率半導體器件的并聯連接，或一個非線性電阻和至少兩個相互串聯的第一功率半導體器件的并聯連接；通態電流支路包括至少一個雙向功率半導體開關和至少一個第一高速隔離開關的串聯連接；其特征在于：

所述裝置還包括橋式支路，所述橋式支路包括由4條完全相同的換向支路所構成的兩條橋臂，各換向支路均包括至少一個第二功率半導體器件的串聯連接；所述4條換向支路兩兩一組同向串聯，所形成的兩條橋臂再進行并聯；

所述裝置的連接關系為以下4種中的任意一種：

a）所述裝置包括一條分斷電流支路、一條通態電流支路和一個橋式支路，所述通態電流支路的兩端分別連接橋式支路兩橋臂的橋臂中點，所述兩橋臂均與分斷電流支路并聯連接；

b）所述裝置包括至少兩組分斷電流支路、通態電流支路和橋式支路，每一組中，所述通態電流支路的兩端分別連接橋式支路兩橋臂的橋臂中點，所述兩橋臂均與分斷電流支路并聯連接；且所有通態電流支路依次順序串聯連接；

c）所述裝置包括一條通態電流支路以及至少兩組分斷電流支路和橋式支路，每一組中的橋式支路兩橋臂均與對應的分斷電流支路并聯連接，且各組中橋式支路橋臂中點依次順序串聯連接；所述通態電路支路的兩端分別連接前述串聯電路中首尾橋式支路端部的橋臂中點；

d）所述裝置包括一條通態電流支路、一個橋式支路和至少兩條分斷電流支路，所述各分斷電路支路依次順序串聯連接后，再與橋式支路兩橋臂并聯連接，所述通態電路支路的兩端分別連接橋式支路兩橋臂的橋臂中點。

2.如權利要求1所述的一種使線路雙向電流分斷的裝置，其特征在于：所述第一功率半導體器件具有開通關斷電流能力。

3.如權利要求1所述的一種使線路雙向電流分斷的裝置，其特征在于：所述第二功率半導體器件不具有開通關斷電流能力。

4.如權利要求1所述的一種使線路雙向電流分斷的裝置，其特征在于：所述雙向功率半導體開關包括相互并聯的第三、四功率半導體器件，且第三、四功率半導體器件的電流開關方向相反。

5.如權利要求1所述的一種使線路雙向電流分斷的裝置，其特征在于：所述雙向功率半導體開關包括兩個功率半導體器件和兩個二極管，其中，第五功率半導體器件與第一二極管并聯，且二者電流開關方向相反；第六功率半導體器件與第二二極管并聯，且二者電流開關方向相反；所述兩個并聯支路串聯連接，且第五、六功率半導體器件的電流開關方向相反，第一、二二極管的電流開關方向相反。

6.如權利要求1所述的一種使線路雙向電流分斷的裝置，其特征在于：所述換向支路還包括至少一個第二高速隔離開關，所述第二高速隔離開關與第二功率半導體器件相互串聯。

7.如權利要求1至5中任意一項所述的一種使線路雙向電流分斷的裝置的控制方法，定義所述裝置中通態電流支路與橋式支路的兩個連接點分別為裝置的兩端，所述裝置以該兩端串聯連接到線路的電流通路；其特征在于：所述通態電流支路中的第一高速隔離開關與雙向功率半導體開關閉合，橋式支路中的第二功率半導體器件閉合，分斷電流支路中的第一功率半導體器件閉合；所述控制方法包括如下步驟：

－如果接收到通態電流支路的斷開信號，則斷開通態電流支路的雙向功率半導體開關，由此將電流變換到橋式支路和分斷電流支路；

－此后，斷開通態電流支路的第一高速隔離開關；

－此后，如果接收到分斷電流支路的斷開信號，則斷開分斷電流支路中的第一功率半導體器件，由此將電流變換到所述非線性電阻。

8.如權利要求6所述的一種使線路雙向電流分斷的裝置的控制方法，定義所述裝置中通態電流支路與橋式支路的兩個連接點分別為裝置的兩端，所述裝置以該兩端串聯連接到線路的電流通路；其特征在于：所述通態電流支路中的第一高速隔離開關與雙向功率半導體開關閉合，橋式支路中的第二功率半導體器件與第二高速隔離開關閉合，分斷電流支路中的第一功率半導體器件閉合；所述控制方法包括如下步驟：

－如果接收到通態電流支路的斷開信號，則斷開通態電流支路的雙向功率半導體開關，由此將電流變換到橋式支路和分斷電流支路；

－此后，斷開通態電流支路的第一高速隔離開關；確定與電流輸入端所連接的橋臂上與該電流輸入端直接或間接連接的陰極的第二功率半導體器件，斷開該第二功率半導體器件所在換向支路的第二高速隔離開關；確定與電流輸出端所連接的橋臂上與該電流輸出端直接或間接連接的陽極的第二功率半導體器件，斷開該第二功率半導體器件所在換向支路的第二高速隔離開關；

－此后，如果接收到分斷電流支路的斷開信號，則斷開分斷電流支路中的第一功率半導體器件，由此將電流變換到所述非線性電阻；

－將橋式支路中尚處于閉合狀態的第二高速隔離開關斷開，完成整個分斷過程。