[實用新型]一種用于分斷故障電流的直流斷路器及控制系統

有效

• 申請號: 201820993733.3
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN208753980U
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 吳益飛;吳翊;楊飛;榮命哲;紐春萍;易強;胡楊
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02H3/087
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

本實用新型公開了一種用于分斷故障電流的直流斷路器，包括主電流電路和轉移電流電路，主電流電路和轉移電流電路并聯連接。主電流電路包括一個或多個串聯連接的高速機械開關，轉移電流電路包括磁耦合轉移模塊和固態開關電路，磁耦合轉移模塊和固態開關電路串聯連接。本實用新型還公開了一種用于分斷故障電流的控制系統。本實用新型能夠實現對電流的快速分斷，有效降低了斷路器的體積及制造成本，利用磁耦合轉移模塊實現了電流的快速轉移，并實現了二次充電電路和主回路的隔離，轉移速度快，分斷可靠性高。同時，采用續流電路與高速機械開關并聯，避免了斷路器開斷完斷口因重擊穿造成的分斷失敗，進一步提高了分斷的可靠性。

技術領域

本實用新型屬于電氣設備技術領域，具體涉及一種用于分斷故障電流的直流斷路器及控制系統。

背景技術

由高速機械開關與功率半導體器件組成的混合型斷路器具有通流容量大、關斷速度快、限流能力強等優點，已經成為大容量系統開斷領域的研究熱點。使用具有全控功能的功率半導體器件分斷電流的混合式直流斷路器方案相比于其它混合式方案具有分斷速度更快，更利于分斷額定電流的優點。但在使用全控型功率半導體器件分斷電流時，通常需要全控型功率半導體器件與機械開關串聯實現電流轉移，額定通流損耗高，制約了其推廣和應用。

傳統直流斷路器在分斷完成后，機械開關需要耐受關斷電壓，由于機械斷口介質絕緣強度恢復不充分，容易發生重擊穿造成分斷失敗。

傳統的轉移電流電路中的電容器充電電路與主回路直接相連，沒有隔離，開斷過程充電電源和主回路會發生干擾，并且對于主回路充電電源的耐壓要求非常高，開斷不可靠。

實用新型內容

針對上述現有技術存在的不足，本實用新型提出了一種用于分斷故障電流的直流斷路器及控制系統。

本實用新型為解決上述技術問題，采用如下技術方案：一種用于分斷故障電流的直流斷路器，所述斷路器包括主電流電路和轉移電流電路，所述主電流電路和轉移電流電路并聯連接。所述主電流電路包括一個或多個串聯連接的高速機械開關。所述轉移電流電路包括磁耦合轉移模塊和固態開關電路，所述磁耦合轉移模塊和固態開關電路串聯連接，所述固態開關電路包括一個或多個串聯連接的橋式固態開關。

本實用新型還提出了一種用于分斷故障電流的控制系統，所述系統包括控制器和直流斷路器，所述控制器與直流斷路器連接，用于確定所述直流斷路器分斷故障電流的動作時序并控制所述直流斷路器進行分斷故障電流的動作。

本實用新型采用如上技術方案所帶來的有益效果是：本實用新型能夠實現對電流的快速分斷，主電流電路承擔額定電流，無通態損耗，無需散熱措施。利用磁耦合轉移模塊實現電流快速轉移，實現二次充電電路和主回路的隔離，轉移速度快，分斷可靠性高。采用橋式半導體結構實現電流雙向分斷，全控型功率半導體器件數量少，大大降低了斷路器的造價。采用續流電路與高速機械開關并聯，避免開斷完斷口重擊穿造成分斷失敗，提高了分斷可靠性。

附圖說明

圖1是本實用新型直流斷路器本體結構示意圖；

圖2是本實用新型直流斷路器工作時的一種結構示意圖；

圖3是分斷電流時轉移電流電路電流標志示意圖；

圖4系統正常運行時主電流電路的電流流向圖；

圖5是分斷電流時轉移電流電路t0-t1時刻的電流支路電流流向圖；

圖6是分斷電流時轉移電流電路t2時刻的電流支路電流流向圖；

圖7是分斷電流時轉移電流電路t3時刻的電流支路電流流向圖；

圖8是分斷電流時轉移電流電路t4-t6時刻的電流支路電流流向圖；

圖9是分斷電流時各電流支路電路中的電流變化曲線圖；