[發(fā)明專利]一種高壓直流斷路器及其實現(xiàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410004805.3
• 申請日: 2014-01-06
• 公開（公告）號: CN104767171B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹均正;周萬迪;羅湘;魏曉光;高沖
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院
• 主分類號: H02H3/087
• 分類號: H02H3/087
• 代理公司: 北京安博達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11271
• 代理人: 徐國文

1.一種高壓直流斷路器的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述高壓直流斷路器基于二次電流轉(zhuǎn)移原理，包括并聯(lián)的主支路、電流轉(zhuǎn)移支路和能量吸收支路，所述直流斷路器串聯(lián)連接于直流系統(tǒng)中，其特征在于，所述主支路包括串聯(lián)的至少一個高速機械開關(guān)K和至少一個包含全控器件的電流轉(zhuǎn)移模塊；所述電流轉(zhuǎn)移支路為橋式電流轉(zhuǎn)移支路；所述能量吸收支路由非線性電阻器構(gòu)成；

所述電流轉(zhuǎn)移模塊采用由四個IGBT模塊和電容器C1組成的全橋結(jié)構(gòu)；每個IGBT模塊均由IGBT器件以及與其反并聯(lián)的續(xù)流二極管組成；

所述橋式電流轉(zhuǎn)移支路包括并聯(lián)的三組晶閘管閥串聯(lián)支路和LC串聯(lián)支路；第一組晶閘管閥串聯(lián)支路由同向串聯(lián)連接的晶閘管閥T1和晶閘管閥T2組成；

第二組晶閘管閥串聯(lián)支路由同向串聯(lián)連接的晶閘管閥T5和晶閘管閥T6組成，第一組與第二組晶閘管閥支路所含晶閘管閥方向相反，中點相連；第一組與第二組晶閘管閥支路所連接中點與LC串聯(lián)支路的一端相連；

第三組晶閘管閥串聯(lián)支路由反向串聯(lián)連接的晶閘管閥T3和晶閘管閥T4組成，兩組晶閘管閥中點與LC串聯(lián)支路的另一端連接；

所述LC串聯(lián)支路由串聯(lián)的電感L和電容C組成，電容C被預(yù)充電至設(shè)定值；

所述非線性電阻器為避雷器；

當(dāng)電流轉(zhuǎn)移模塊采用由四個IGBT模塊和電容器組成的全橋結(jié)構(gòu)時，所述實現(xiàn)方法包括：

一)當(dāng)直流系統(tǒng)正常運行時，高速機械開關(guān)K閉合，電流轉(zhuǎn)移模塊中四個IGBT器件處于觸發(fā)狀態(tài)；穩(wěn)態(tài)電流流經(jīng)主支路中串聯(lián)連接的高速機械開關(guān)K和電流轉(zhuǎn)移模塊，電流在電流轉(zhuǎn)移模塊兩條并聯(lián)連接的由IGBT和續(xù)流二極管串聯(lián)組成的支路中均分；在直流系統(tǒng)正常運行期間，電流轉(zhuǎn)移支路中的電容C進行被充電至設(shè)定值；

二)直流系統(tǒng)發(fā)生單側(cè)短路故障：①當(dāng)直流系統(tǒng)在斷路器右側(cè)發(fā)生接地短路故障時，對電流轉(zhuǎn)移支路中的晶閘管閥T1和T2施加長觸發(fā)脈沖，再閉鎖主支路電流轉(zhuǎn)移模塊中的四個IGBT器件；

②主支路電流通過續(xù)流二極管D1、D2對電流轉(zhuǎn)移模塊中的電容C1進行充電，當(dāng)電容C1兩端電壓高于觸發(fā)晶閘管閥T1和T2所需的最低正向電壓時，晶閘管閥T1和T2將正常開通，流經(jīng)主支路電流開始向晶閘管閥T1和T2轉(zhuǎn)移直至過零，隨后分?jǐn)喔咚贆C械開關(guān)K；

③維持晶閘管閥T1和T2導(dǎo)通2ms，保證高速機械開關(guān)K產(chǎn)生足夠耐受直流系統(tǒng)過電壓的開距；觸發(fā)電流轉(zhuǎn)移支路中的晶閘管閥T3，預(yù)充電電容C經(jīng)電感L向晶閘管閥T1反向注入電流，電流從晶閘管閥T1向晶閘管閥T3轉(zhuǎn)移，晶閘管閥T1電流降為零時關(guān)斷；

④短路電流經(jīng)晶閘管閥T3、電容C、電感L和晶閘管閥T2對電容C進行充電，直至電容C極性反轉(zhuǎn)，當(dāng)其幅值達到避雷器動作閾值時，避雷器動作，電流轉(zhuǎn)移至避雷器中，直流系統(tǒng)能量將被其所消耗吸收，所述直流斷路器完成分?jǐn)唷?!-- SIPO -->