[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

本發明公開了一種帶續流回路的直流固態斷路器，包括：具有相同結構且分別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；正極斷路器包括正極斷流回路與正極續流回路；正極斷流回路的輸入端與正極斷路器的輸入端連接，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。該方案可以避免截流過電壓的產生，為柔性直流系統直流斷路器的研制提供了一條嶄新的技術路線。

技術領域

本發明涉及柔性直流領域，尤其涉及一種帶續流回路的直流固態斷路器。

背景技術

柔性直流技術是一種高效、靈活的新型輸配電技術，在電力系統中有著廣泛的發展前景。直流斷路器是保證柔性直流系統安全可靠運行的關鍵設備。然而，當前的直流斷流器卻是限制高電壓大容量柔性直流系統發展的一大瓶頸。不同于交流電流存在過零點，直流故障電流更難于滅弧，這給高壓、大容量直流斷路器的研制工作帶來了巨大的挑戰。直流斷路器可分為機械式、固態和混合型直流斷路器。直流固態斷路器是利用電力電子器件構成，無機械觸點，具有開斷時間極短、無弧、無光、無聲響等優點。

雖然直流固態斷路器斷開故障電流不會產生電弧，但由于線路電感的存在以及其斷開速度極快，將可能在開斷過程中產生很高的過電壓。過電壓有可能造成電力電子器件的損壞，因此成為直流固態斷路器研發不可回避的難點。目前的研究主要是在固態斷路器兩側并聯大電容器以及避雷器，以減小過電壓。這樣必然將增長斷流時間，增加斷流器的體積以及成本，降低可靠性。

發明內容

本發明的目的是提供一種帶續流回路的直流固態斷路器，利用柔性直流系統直流側故障電流方向固定的原理，增設了二極管續流回路，避免了截流過電壓的產生，為柔性直流系統直流斷路器的研制提供了一條嶄新的技術路線。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種帶續流回路的直流固態斷路器，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。

進一步的，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。

進一步的，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；