[發明專利]一種帶續流回路的直流固態斷路器

有效

• 申請號: 201611032229.9
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN106786403B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 賈科;李猛;畢天姝;王聰博;朱瑞
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02H7/22
• 分類號: H02H7/22;H02H7/26
• 代理公司: 11260 北京凱特來知識產權代理有限公司
• 代理人: 鄭立明;鄭哲

1.一種帶續流回路的直流固態斷路器，其特征在于，包括：具有相同結構且分別對應的安裝在柔性直流系統正極與負極的正極斷路器與負極斷路器；

所述正極斷路器包括正極斷流回路與正極續流回路；所述正極斷流回路的輸入端與正極斷路器的輸入端連接，所述正極斷流回路的輸出端與正極續流回路的一端連接后與正極斷路器的輸出端連接，所述正極續流回路的另一端接地；

所述負極斷路器包括負極斷流回路與負極續流回路，所述負極斷流回路的輸入端與負極斷路器的輸入端連接，所述負極斷流回路的輸出端與負極續流回路的一端連接后與負極斷路器的輸出端連接，所述負極續流回路的另一端接地；

所述正極斷流回路包括多個斷流單元與一個避雷器MOV1；其中，所有斷流單元依次串聯后與所述避雷器MOV1并聯；所述正極續流回路包括：并聯連接的二極管D6與避雷器MOV2；所述二極管D6由多個二極管串聯構成，所述二極管D6的負極與正極斷流回路的輸出端連接，正極接地；

所述負極斷流回路包括：多個斷流單元與一個避雷器MOV3，其中，所有斷流單元依次串聯后與所述避雷器MOV3并聯；所述負極續流回路包括：并聯連接的二極管D12與避雷器MOV4；所述二極管D12由多個二極管串聯構成，所述二極管D12的正極與負極斷流回路的輸出端連接，負極接地；

每一斷流單元包括：并聯連接的H橋斷流模塊與均壓模塊。

2.根據權利要求1所述的一種帶續流回路的直流固態斷路器，其特征在于，每一斷流單元包括：并聯連接的H橋斷流模塊與均壓模塊；

所述H橋斷流模塊包括：絕緣柵雙極型晶體管IGBT1、二極管D1、二極管D2、二極管D3與二極管D4，所述二極管D1的負極與二極管D2的負極連接，所述二極管D2的正極與二極管D3的負極連接后與下級斷流模塊或正極斷流器輸出端連接，所述二極管D3的正極與二極管D4的正極連接，所述二極管D4的負極與二極管D1的正極連接后與正極斷路器輸入端或上級斷流模塊連接，所述IGBT1的集電極接在二極管D1的負極與二極管D2的負極之間，所述IGBT1的發射極接在二極管D3的正極與二極管D4的正極之間；

所述的均壓模塊包括：均壓電容C1、放電電阻R1與二極管D5；所述二極管D5與放電電阻R1并聯后與均壓電容C1串聯，所述均壓電容C1的輸入端與斷流模塊的輸入端連接，所述均壓電容C1的輸出端與二極管D5的正極連接，所述二極管D5的負極與斷流模塊的輸出端連接。

3.根據權利要求1所述的一種帶續流回路的直流固態斷路器，其特征在于，每一斷流單元包括：并聯連接的H橋斷流模塊與均壓模塊；

所述H橋斷流模塊包括：絕緣柵雙極型晶體管IGBT2、二極管D7、二極管D8、二極管D9、二極管D10，所述二極管D7的負極與二極管D8的負極連接，所述二極管D8的正極與二極管D9的負極連接后與下級斷流模塊或負極斷流器輸出端連接，所述二極管D9的正極與二極管D10的正極連接，所述二極管D10的負極與二極管D7的正極連接并與負極斷路器輸入端或上級斷流模塊連接，所述IGBT2的集電極接在二極管D7的負極與二極管D8的負極之間，所述IGBT2的發射極接在二極管D3的正極與二極管D10的正極之間；

所述均壓模塊包括：均壓電容C2、放電電阻R2、二極管D11，所述二極管D11與放電電阻R2并聯后與均壓電容C2串聯，所述均壓電容C2的輸入端與斷流模塊的輸入端連接，所述均壓電容C2的輸出端與二極管D11的正極連接，所述二極管D11的負極與斷流模塊的輸出端連接。

4.根據權利要求1所述的一種帶續流回路的直流固態斷路器，其特征在于，

所述柔性直流系統正常運行時，正極續流回路與負極續流回路均處于閉鎖狀態；

所述柔性直流系統發生雙極短路故障，在直流固態斷路器未動作時，正極故障電流的方向為從電壓源換流器流向線路，負極故障電流的方向為從線路流向電壓源換流器；直流固態斷路器分閘后，通過正極續流回路和負極續流回路續流，直到線路電感儲存的能量全部衰減；

所述柔性直流系統發生單極短路故障，在直流固態斷路器未動作時，正極故障電流的方向為從電壓源換流器流向線路；如果是正極接地故障，則直流固態斷路器分閘后，通過正極續流回路續流，直到線路電感儲存的能量全部衰減；如果是負極接地故障，則直流固態斷路器分閘后，通過負極續流回路續流，直到線路電感儲存的能量全部衰減。