[發明專利]一種多端直流系統用直流斷路器及其控制方法

有效

• 申請號: 201310359389.4
• 申請日: 2013-08-16
• 公開（公告）號: CN103441490A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 溫家良;邱宇峰;藥韜;郭高朋;楊杰
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網智能電網研究院
• 主分類號: H02J1/00
• 分類號: H02J1/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明屬于電力電子技術領域，具體涉及一種多端直流系統用直流斷路器及其控制方法。

背景技術

多端直流輸電技術能夠實現多電源供電、多落點受電，是一種靈活、快捷、經濟的輸電方式，滿足電力工業的發展需求。直流斷路器是多端直流輸電工程中一種十分重要的設備，在多端直流系統中采用直流斷路器才能充分發揮多端直流系統的特點和優勢，然而直流斷路器開斷直流電流過程承受電壓極高，需要吸收的能量特別大，要求開斷速度快，可靠性高，而且需要開斷雙向電流。目前，一些學者正在研究其對應的直流斷路器。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提出一種多端直流系統用直流斷路器及其控制方法，核心是基于電流轉移原理采用疊加反向電流的方式分斷直流電流，實現了電流的雙向分斷，為直流斷路器的研制提供了一條嶄新的技術路線。

本發明提供的一種多端直流系統用直流斷路器，其特征在于，包括避雷器、主開關支路和輔助開關電路；所述避雷器與所述主開關支路并聯；

所述主開關支路由兩組結構相同的第一斷流單元和第二斷流單元串聯構成；所述第一斷流單元包括串聯的隔離開關BRK11、交流斷路器BRK12和第一晶閘管閥段；所述第二斷流單元包括串聯的隔離開關BRK21、交流斷路器BRK22和第二晶閘管閥段；

在所述第一斷流單元兩端并聯第一輔助開關電路；在所述第二斷流單元兩端并聯第二輔助開關電路；

所述第一輔助開關電路包括晶閘管T13-電抗L1串聯支路、二極管D12、電容C1和電阻R1；所述二極管D12并聯在所述第一斷流單元兩端；所述晶閘管T13-電抗L1串聯支路和所述電容C1對地并聯接于所述二極管D12兩端，并通過所述電阻R1接地；

所述第二輔助開關電路包括晶閘管T23-電抗L2串聯支路、二極管D22、電容C2和電阻R2；所述二極管D22并聯在所述第二斷流單元兩端；所述晶閘管T23-電抗L2串聯支路和所述電容C2對地并聯接于所述二極管D22兩端，并通過所述電阻R2接地。

其中，所述第一晶閘管閥段包括晶閘管T11、晶閘管T12、二極管D11和電阻R3；二極管D11與所述電阻R3串聯后分別與所述晶閘管T11和所述晶閘管T12并聯；所述晶閘管T11和晶閘管T12為反并聯結構；所述二極管D11與所述二極管D12方向相反；

所述第二晶閘管閥段包括晶閘管T21、晶閘管T22、二極管D21和電阻R4；二極管D21與所述電阻R4串聯后分別與所述晶閘管T21和所述晶閘管T22并聯；所述晶閘管T21和晶閘管T22為反并聯結構；所述二極管D21與所述二極管D22方向相反。

其中，所述第一輔助開關電路中，所述晶閘管T13的陽極與所述二極管D12的負極連接，其陰極與所述電抗L1的一端連接；所述電容C1一端與所述二極管D12的正極連接；所述電容C1另一端與所述電抗L1的另一端連接；所述電抗L1通過所述電阻R1接地；

所述第二輔助開關電路中，所述晶閘管T23的陽極與所述二極管D22的負極連接，其陰極與所述電抗L2的一端連接；所述電容C2一端與所述二極管D22的正極連接；所述電容C2另一端與所述電抗L2的另一端連接；所述電抗L2通過所述電阻R2接地。

其中，所述第一輔助開關電路中的所述二極管D12和所述晶閘管T13的個數均為兩個以上；

所述第二輔助開關電路中的所述二極管D22和所述晶閘管T23的個數均為兩個以上。

其中，所述第一輔助開關電路中的二極管D1和所述第二輔助開關電路中的二極管D2負極相接，正極與線路中的限流電抗器連接。

本發明基于另一目的提供的一種多端直流系統用直流斷路器的控制方法，其改進之處在于，所述控制方法包括如下步驟：

開通過程：

（1）將直流斷路器接入線路中，并保持晶閘管T11、晶閘管T12、晶閘管T21、晶閘管T22、晶閘管T13和晶閘管T23為閉鎖狀態，隔離開關BRK11、隔離開關BRK21、交流斷路器BRK12和交流斷路器BRK22為斷開狀態；

（2）閉合第二斷流單元中的隔離開關BRK21，然后閉合交流斷路器BRK22；

（3）觸發導通第二斷流單元的晶閘管T21；

（4）閉合第一斷流單元中的隔離開關BRK11，然后閉合交流斷路器BRK12，并導通其中的晶閘管T11；

關斷過程：

①觸發導通第二輔助開關電路中的晶閘管T23；

②斷開所述隔離開關BRK21；

③避雷器吸收能量；