[發明專利]一種多線路直流斷路器及開斷方法

有效

• 申請號: 201810383746.3
• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN108599099B
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 余修勇;張志豐;滕尚甫;朱志芹;劉怡;張國民
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: H02H3/087
• 分類號: H02H3/087;H02H9/02;H02H7/26
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 安麗

1.一種多線路直流斷路器，其特征在于：包括所述多線路為三條直流線路，三條直流線路分別連接在三角形的三個頂點，三個故障轉移支路分別串聯在三角形的三條邊中，兩個主支路及耗能支路分別與其中的兩個故障轉移支路相并聯；其中，故障轉移支路由快速機械開關和電力電子開關串聯組成，電力電子開關由一對反向串聯的IGBT及其并聯的二極管組成，或由一對反向串聯的IGCT及其并聯的二極管組成；主支路由多個串聯的電力電子開關組成；耗能支路由避雷器組成。

2.一種多線路直流斷路器，其特征在于：包括所述多線路為四條直流線路，四條直流線路分別連接在四邊形的四個頂點，四個故障轉移支路分別串聯在四邊形的四條邊中，兩個主支路及耗能支路分別與四邊形兩條對邊相并聯；其中，故障轉移支路由快速機械開關和電力電子開關串聯組成，電力電子開關由一對反向串聯的IGBT及其并聯的二極管組成，或由一對反向串聯的IGCT及其并聯的二極管組成；主支路由多個串聯的電力電子開關組成；耗能支路由避雷器組成。

3.一種多線路直流斷路器，其特征在于：所述多線路為n條直流線路，所述n≥5；所述多線路直流斷路器包括：n條直流線路分別連接在n邊形的n個頂點，n個故障轉移支路分別串聯在n邊形的n條邊中，在n邊形中相間隔的邊上分別并聯主支路及耗能支路；由于主支路及耗能支路在n邊形中相間隔的邊上布置，當n為偶數時需要n/2個，當n為奇數時需要(n+1)/2個；其中，故障轉移支路由快速機械開關和電力電子開關串聯組成，電力電子開關由一對反向串聯的IGBT及其并聯的二極管組成，或由一對反向串聯的IGCT及其并聯的二極管組成；主支路由多個串聯的電力電子開關組成；耗能支路由避雷器組成。

4.一種如權利要求1-3任意之一所述多線路直流斷路器的開斷方法，其特征在于：電網穩態時，電流從故障轉移支路流過；在直流線路發生故障，故障快速保護裝置識別后，讓故障線路相鄰的未并聯有主支路和耗能支路的故障轉移支路的開關，以及所有并聯有主支路和耗能支路的故障轉移支路的開關動作；當電流轉移到主支路后，任意一條饋入故障線路短路電流的線路都將至少通過一個主支路；主支路上的電力電子開關動作，故障電流轉移到耗能支路進行能量的泄放；當故障電流下降到設定的隔離開關能夠切斷的閾值時，故障線路的隔離開關動作，隔離故障線路，實現直流開斷。

5.一種如權利要求1所述多線路直流斷路器的開斷方法，其特征在于：電網穩態時，電流從三條故障轉移支路流過通態電流；當三條線路中的某一條發生故障后，故障快速保護裝置檢測到該線路故障，并向該線路相鄰的未并聯主支路及耗能支路的故障轉移支路和所有并聯有主支路及耗能支路的故障轉移支路發出指令，電力電子開關和快速機械開關動作，在經過一定的時間后，未故障的兩條線路饋入到故障線路的短路電流都將至少通過一個主支路；此時，主支路上的電力電子開關動作，短路電流通過耗能支路進行能量的泄放，當電流下降到設定的隔離開關能夠切斷的閾值時，故障線路的隔離開關動作，隔離故障線路。

6.一種如權利要求2所述多線路直流斷路器的開斷方法，其特征在于：電網穩態時，電流從四條故障轉移支路流過通態電流；當故障快速保護裝置檢測到四條線路中的某一條線路發生故障，向該線路相鄰的未并聯主支路及耗能支路的故障轉移支路和所有并聯有主支路及耗能支路的故障轉移支路發出指令，電力電子開關和快速機械開關動作，在經過設定的時間后，未故障的兩條線路饋入到故障線路的短路電流都將至少通過一個主支路；此時，主支路上的電力電子開關動作，短路電流通過耗能支路進行能量的泄放；當電流下降到設定的隔離開關能夠切斷的閾值時，故障線路的隔離開關動作，隔離故障線路，四線路直流斷路器變成三線路直流斷路器繼續運行。

7.一種如權利要求3所述多線路直流斷路器的開斷方法，其特征在于：電網穩態時，電流從n條故障轉移支路流過通態電流；當某一條直流線路發生故障后，與之相鄰的未并有主支路及耗能支路的電流轉移之路和所有并聯有主支路及耗能支路的電流轉移支路中的開關動作，電流轉移到主支路；經過一定的時間后，快速機械開關拉開一定的物理間距，以保證故障限流支路上的快速機械開關的電弧不會重燃后，主支路上的開關動作，電流通過耗能支路進行能量的泄放；當電流下降到設定的隔離開關能夠切斷的閾值時，故障線路的隔離開關動作，隔離故障區域，n線路直流斷路器變成n-1線路直流斷路器運行。