[發(fā)明專利]一種直流斷路器及其實(shí)現(xiàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310061175.9
• 申請(qǐng)日: 2013-02-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103280763A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱宇峰;曹均正;湯廣福;魏曉光;高沖;羅湘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院;中電普瑞電力工程有限公司;國(guó)家電網(wǎng)公司
• 主分類號(hào): H02H3/08
• 分類號(hào): H02H3/08;H02H9/04
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國(guó)文

1.一種直流斷路器，所述斷路器包括并聯(lián)連接的換流回路、斷流回路和能量吸收回路，其特征在于，

所述斷流回路包括串聯(lián)的斷流電感和斷流單元；

所述換流回路包括依次串連的換流電感、機(jī)械開(kāi)關(guān)和換流單元。

2.如權(quán)利要求1所述的直流斷路器，其特征在于，所述斷流單元和所述換流單元均包括全橋結(jié)構(gòu)/半橋結(jié)構(gòu)的換流器；

所述斷流單元包含的換流器個(gè)數(shù)大于換流單元包含的換流器的個(gè)數(shù)。

3.如權(quán)利要求2所述的直流斷路器，其特征在于，所述全橋結(jié)構(gòu)的換流器包括電容和H橋結(jié)構(gòu)的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)模塊；

所述H橋結(jié)構(gòu)的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)模塊包括四個(gè)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)模塊；每?jī)蓚€(gè)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)模塊同向串聯(lián)構(gòu)成一條支路，兩條支路并聯(lián)，且分別引出兩條支路的中間點(diǎn)，作為輸入端或輸出端；

所述電容個(gè)數(shù)至少為一個(gè)，串聯(lián)后與功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)模塊構(gòu)成的支路并聯(lián)連接。

4.如權(quán)利要求3所述的直流斷路器，其特征在于，所述H橋結(jié)構(gòu)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)模塊包括四個(gè)二極管和至少一個(gè)的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)；

每?jī)蓚€(gè)二極管串聯(lián)構(gòu)成一條支路，兩條支路并聯(lián)，且分別引出兩條支路的中間點(diǎn)，作為輸入端或輸出端；

功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)和電容并聯(lián)，并與所述二極管構(gòu)成的支路并聯(lián)連接。

5.如權(quán)利要求2所述的直流斷路器，其特征在于，所述半橋結(jié)構(gòu)的換流器包括兩個(gè)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)模塊和至少一個(gè)的電容；

所述兩個(gè)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)模塊同向串聯(lián)后與電容并聯(lián)；

電容的一端與串聯(lián)連接的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)模塊中間點(diǎn)作為輸入端或輸出端。

6.如權(quán)利要求3-5任一所述的直流斷路器，其特征在于，所述功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)模塊包括反并聯(lián)的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)和續(xù)流二極管。

7.如權(quán)利要求1所述的直流斷路器，其特征在于，所述機(jī)械開(kāi)關(guān)的個(gè)數(shù)至少為一個(gè)。

8.如權(quán)利要求1所述的直流斷路器，其特征在于，所述能量吸收回路包括避雷器或滑動(dòng)變阻器。

9.包括相互串聯(lián)連接并且與通過(guò)輸電線路或配電線路的電流通路串聯(lián)連接的至少兩個(gè)如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的直流斷路器的第一限流布置，其特征在于，所述的限流布置適合在所述電流通路中電流超過(guò)過(guò)電流極限時(shí)操作一定數(shù)量的所述直流斷路器，使得所述至少兩個(gè)直流斷路器的所述機(jī)械開(kāi)關(guān)和換流單元的電流換向至能量吸收回路。

10.如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的直流斷路器的第二限流布置，其特征在于，包括至少一組并聯(lián)的斷流單元和能量吸收回路，以及串聯(lián)的機(jī)械開(kāi)關(guān)和換流單元；每組并聯(lián)的斷流單元和能量吸收回路之間串聯(lián)；

在電流通路中流過(guò)超過(guò)過(guò)電流極限的電流時(shí)，操作所述機(jī)械開(kāi)關(guān)、所述換流單元和并聯(lián)的斷流單元和能量吸收回路，使得流過(guò)機(jī)械開(kāi)關(guān)和換流單元的電流換向到并聯(lián)的斷流單元和能量吸收回路中。

11.一種直流斷路器的使用方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

A、控制電路控制換流單元的換流器導(dǎo)通，閉合機(jī)械開(kāi)關(guān)；

B、控制電路檢測(cè)每條支路的電流值，需要開(kāi)斷回路中的直流電流時(shí)，控制電路觸發(fā)斷流單元中的換流器，如果接收到閉鎖換流單元換流器信號(hào)，則閉鎖換流單元換流器；換流電感和換流單元中的電容形成振蕩，將電流轉(zhuǎn)移至斷流回路中；

C、斷開(kāi)所述機(jī)械開(kāi)關(guān)；

D、若接受到閉鎖斷流單元換流器信號(hào)，則閉鎖斷流單元換流器，將電流切換至斷流單元的電容器中,回路電流向斷流單元中的電容器進(jìn)行充電，電容器電壓開(kāi)始升高；

E：當(dāng)電容器電壓升高至能量吸收回路的動(dòng)作電壓時(shí)，將電流轉(zhuǎn)換至能量吸收回路中。

12.如權(quán)利要求11所述的使用方法，其特征在于，步驟B若電流超過(guò)第一電流極限，控制電路發(fā)送所述換流單元換流器斷開(kāi)信號(hào)；

第一電流極限值大于或等于線路連接換流站的額定電流。

13.如權(quán)利要求11所述的使用方法，其特征在于，步驟C在所述換流單元換流器閉鎖起經(jīng)過(guò)第一段時(shí)間斷開(kāi)所述機(jī)械開(kāi)關(guān)。

14.如權(quán)利要求11所述的使用方法，其特征在于，步驟C控制電路判斷電流從換流回路切換到斷流回路時(shí)，控制電路斷開(kāi)所述機(jī)械開(kāi)關(guān)。