[發明專利]一種直流分斷裝置及控制方法

有效

• 申請號: 201310370566.9
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN103441468A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 楊浩;曹冬明;王宇;楊兵;石巍;呂瑋;劉為群;方太勛
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;常州博瑞電力自動化設備有限公司
• 主分類號: H02H3/08
• 分類號: H02H3/08
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及一種直流分斷裝置及控制方法。???????

背景技術

在多端高壓直流輸電系統中，直流分斷器是至關重要的設備之一。多端高壓直流輸電系統由于電壓等級高、線路阻抗小，一旦發生線路短路故障，將很快影響到直流輸電網絡和交流網絡，必須迅速切除故障。因此，直流分斷器需要動作速度快，能夠最大限度地減小故障持續時間或抑制故障電流，減小故障對交/直流輸電網絡的沖擊。

??現有技術通過主斷路器、高速機械開關、輔助斷路器和非線性電阻耗能元件構成混合型直流分斷裝置。該裝置中的輔助斷路器本身僅有較少的功率半導體器件串聯，僅能承受較低的分斷電壓，容易因為過壓原因而損壞，現有技術中采用了一組高速機械開關，能夠承擔較高的分斷電壓，但高速機械開關的分斷并不能保證一定成功，存在一定的故障率，而且輔助斷路器一端采用高速機械開關，另一端直接與高壓線路連接，也存在一定的隱患，這種形式也不利于輔助斷路器的隔離檢修。

發明內容

針對上述技術問題，本發明所要解決的技術問題是提供一種結構簡單，能夠有效為輔助斷路器的工作過程提供更加全面的保護的直流分斷裝置。

與此相應，針對上述技術問題，本發明所要解決的技術問題是提供一種基于本發明設計的直流分斷裝置，能夠有效為輔助斷路器的工作過程提供更加全面的保護的直流分斷裝置的控制方法。

本發明為了解決上述技術問題采用以下技術方案：本發明設計了一種直流分斷裝置，包括主斷路器、輔助斷路器、第一非線性電阻和第一高速機械開關，其中，主斷路器和輔助斷路器分別包括至少一個功率半導體開關器件，各個功率半導體開關器件相互串聯，且主斷路器中功率半導體開關器件的數量大于輔助斷路器中功率半導體開關器件的數量，第一非線性電阻與主斷路器相互并聯，第一高速機械開關與輔助斷路器相互串聯；還包括第二高速機械開關，第一高速機械開關和第二高速機械開關分別與輔助斷路器的兩端相串聯構成通態支路，通態支路與主斷路器相并聯。

作為本發明的一種優選技術方案：還包括第二非線性電阻，第二非線性電阻與所述輔助斷路器相并聯，且第二非線性電阻的動作電壓小于所述輔助斷路器所能承受的最大電壓。

作為本發明的一種優選技術方案：所述第一非線性電阻的動作電壓大于所述第二非線性電阻的動作電壓。

作為本發明的一種優選技術方案：所述功率半導體開關器件為絕緣柵極雙極型晶體管。

本發明所述一種直流分斷裝置采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：

（1）本發明設計的直流分斷裝置通過在輔助斷路器的兩端串聯第一高速機械開關和第二高速機械開關，能夠有效為輔助斷路器的工作過程提供更加全面的保護，而且有利于輔助斷路器的隔離檢修，提高了直流分斷裝置整體的使用性能與維護的便捷性；

（2）本發明設計的直流分斷裝置中，針對輔助斷路器，設計第二非線性電阻，且第二非線性電阻的動作電壓小于所述輔助斷路器所能承受的最大電壓，能夠有效保證了輔助斷路器工作過程的安全性，防止輔助斷路器因過壓而損壞，提高了使用壽命。

與此相應，本發明為了解決上述技術問題采用以下技術方案：本發明設計了一種直流分斷裝置的控制方法，包括正常工作模式和故障模式；其中，正常工作模式下，線路電流由所述通態支路進行輸送；故障模式下，包括如下步驟：

步驟01.控制所述輔助斷路器的功率半導體開關器件分斷，線路電流切換至主斷路器進行輸送；

步驟02.分別控制所述第一高速機械開關和所述第二高速機械開關斷開；

步驟03.控制所述主斷路器的功率半導體開關器件分斷，線路電流切換至所述第一非線性電阻，由所述第一非線性電阻將故障電流產生的電能以熱能的方式消耗。

本發明所述一種直流分斷裝置的控制方法采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：

（1）本發明設計的直流分斷裝置的控制方法，通過控制第一高速機械開關和所述第二高速機械開關斷開，能夠及時將輔助斷路器脫離出整個直流分斷裝置，實現對輔助斷路器的保護與維護；

（2）本發明設計的直流分斷裝置的控制方法中，通過同時控制第一高速機械開關和所述第二高速機械開關斷開，使得兩個高速機械開關平均承擔分斷電壓，有效保證了高速機械開關斷開的工作過程，提高了整個直流分斷裝置的工作效率。

附圖說明

圖1是本發明設計的直流分斷裝置的結構示意圖。