[發明專利]一種熔斷式直流斷路器及其控制方法

有效

• 申請號: 202010057189.3
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111211543B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 楊景剛;楊騉;郭佳豪;黃強;劉洋;趙科;蘇偉;秦劍華;劉瑞煌;車凱;馬勇;賈勇勇;李洪濤;劉詠飛;王靜君;劉媛;宋思齊;李玉杰;肖焓艷
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司;國網江蘇省電力有限公司;東南大學;江蘇省電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02H3/087
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種熔斷式直流斷路器的控制方法，其特征在于：包括熔斷式直流斷路器，所述熔斷式直流斷路器包括一個主支路、一個分斷支路、一個耗能支路、一個保護支路和熔斷器，其中，主支路、分斷支路、耗能支路、保護支路并聯連接之后與熔斷器串聯連接；所述主支路包括機械開關；所述分斷支路包括電力電子器件；所述保護支路包括用于保護電力電子器件的真空觸發間隙；所述熔斷器用于隔離極限短路故障；

控制方法包括以下步驟：

（a）額定通流狀態下，系統電流從主支路和直流快速熔斷器流過；

（b）當需要完成分斷動作時，主支路的機械開關打開，機械開關的真空斷口開始燃??；同時，分斷支路的電力電子器件導通，在真空電弧電壓的作用下，電流開始向分斷支路轉移；

（c）當電流完全轉移至分斷支路后，機械開關的真空斷口熄弧，電力電子器件保持通流直到真空斷口的絕緣耐受能力恢復；

（d）分斷支路關斷電流，斷路器兩端過電壓上升，耗能支路的氧化鋅避雷器導通，電流迅速轉移至耗能支路；

（e）氧化鋅避雷器吸收吸收儲存在系統電感中的能量；

（f）由于系統電壓低于氧化鋅避雷器導通閾值，耗能支路的氧化鋅避雷器迅速恢復高阻態，開斷過程完成；

當斷路器在分斷電流時，斷路器所在支路發生雙極短路故障，而此時電流已經轉移至分斷支路，但分斷支路不具有分斷雙極短路電流的能力，這種情況下的控制方法包括以下步驟：

（1）斷路器分斷電流；

（2）斷路器所在支路發生雙極短路故障，而此時電流已經轉移至分斷支路，但分斷支路不具有分斷雙極短路電流的能力；

（3）真空觸發間隙觸發導通，分斷支路被短路，電流向保護支路轉移，當分斷支路電流下降至電力電子器件關斷能力范圍以內時，分斷支路分斷電流；

（4）直流快速熔斷器動作，系統故障被清除；

（5）直流快速熔斷器動作完成，故障被隔離。

2.根據權利要求1所述熔斷式直流斷路器的控制方法，其特征在于：所述熔斷器為直流快速熔斷器。

3.根據權利要求2所述熔斷式直流斷路器的控制方法，其特征在于：所述直流快速熔斷器的保護特性設定為在系統單極接地故障的最大電流以上動作，且1ms熔斷。

4.根據權利要求1所述熔斷式直流斷路器的控制方法，其特征在于：所述主支路的機械開關為高速機械開關，高速機械開關采用斥力機構驅動。

5.根據權利要求1所述熔斷式直流斷路器的控制方法，其特征在于：所述分斷支路還包括由多個二極管反向串聯或反向并聯組成的橋式回路，橋式回路并聯在主支路兩端，電力電子器件置于橋式回路中。

6.根據權利要求1所述熔斷式直流斷路器的控制方法，其特征在于：所述耗能支路包括氧化鋅避雷器。

7.根據權利要求1所述熔斷式直流斷路器的控制方法，其特征在于：步驟（c）中，根據系統電壓等級的不同，電力電子器件通流時間不同。

8.根據權利要求1所述熔斷式直流斷路器的控制方法，其特征在于：當發生雙極接地故障時，主支路及其并聯支路均不動作，斷路器觸發直流快速熔斷器動作，完成短路故障的清除。