[發明專利]一種具備能量轉移支路的多端口直流斷路器及其控制方法

有效

• 申請號: 201811546033.0
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109802365B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 許建中;宋冰倩;趙西貝;趙成勇
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02H9/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種具備能量轉移支路的多端口直流斷路器，其特征在于，包括：

通流支路，用于在直流線路正常運行時實現直流線路穩態電流的導通，并在檢測到直流線路發生的故障后將故障電流轉移至主斷路器支路；

換流支路，用于在檢測到故障后有選擇性地將故障線路電流轉移，并實現非故障線路與主斷路器支路的隔離；

主斷路器支路，用于承載通流支路轉移的故障電流，并通過避雷器將故障電流切斷；

能量轉移支路，用于屏蔽直流電抗能量，輔助避雷器實現故障電流的快速衰減；

所述的具備能量轉移支路的多端口直流斷路器各支路連接關系為：所述主斷路器支路一端連接于直流母線，形成公共點A，另一端通過換流支路與通流支路并聯，形成公共點B，所述能量轉移支路一端連接于公共點B，另一端通過晶閘管與各線路直流電抗并聯，形成公共點C。

2.根據權利要求1所述的具備能量轉移支路的多端口直流斷路器，其特征在于，所述換流支路包括超快速機械開關UFD和與超快速機械開關串聯的晶閘管。

3.根據權利要求1所述的具備能量轉移支路的多端口直流斷路器，其特征在于，所述能量轉移支路包括晶閘管T_a：將直流電抗旁路；預充電電容C：放電過程為晶閘管T_a提供可靠關斷的反壓，反向充電過程快速吸收直流電抗能量；耗能電阻R；利用晶閘管和換相電容配合投入吸能電容和耗能電阻，穩態損耗低，有效降低避雷器耗能需求。

4.一種如權利要求1-3任一所述的具備能量轉移支路的多端口直流斷路器的控制方法，其特征在于，具備能量轉移支路的多端口直流斷路器所包括的一條直流線路正常運行或檢測到具備能量轉移支路的多端口直流斷路器所在的直流線路發生的故障前，所述方法包括：

通流支路中的所有IGBT導通，穩態電流或故障電流流經通流支路。

5.一種如權利要求1-3任一所述的具備能量轉移支路的多端口直流斷路器的控制方法，其特征在于，檢測到具備能量轉移支路的多端口直流斷路器所在的直流線路發生的故障后，控制多端口直流斷路器所包含的一條故障線路電流下降為零并實現能量快速轉移，所述方法包括：

t₁時刻，保護裝置發出指令，通態低損耗支路的所有IGBT關斷，觸發晶閘管T₁’所在的換流支路和主斷路器支路IGBT’，導通主斷路器中IGBT，關斷故障線路通流支路的LCS模塊，并且給故障線路的通流支路及非故障線路的換流支路超快速機械開關發出分閘指令，電流流經主斷路器支路；

t₂時刻，超快速機械開關完成分斷，關斷主斷路器支路IGBT’，導通能量轉移支路中晶閘管T₁和T_a，將直流電抗旁路，主斷路器支路兩端電壓上升，達到避雷器動作電壓，電流轉移至避雷器中；

t₃時刻，避雷器將剩余能量全部吸收，線路電流下降為0，導通T_b，電容C開始放電，T_a承受反壓，經過一段時間關斷；

t₄時刻，T_a關斷，直流電抗與R、C構成回路，向電容充電，并經電阻放電，由于吸收電容存在，能量快速轉移；

t₅時刻直流電抗上的電流下降為0，晶閘管T₁及T₁’關斷，直流電抗能量全部耗散，此后，電容經電阻放電耗能，將UFD_i’?(i=2,3…,n)合閘。