[發明專利]一種基于電容換流的混合式直流斷路器

在審

• 申請號: 202010442027.1
• 申請日: 2020-05-22
• 公開（公告）號: CN111478279A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 袁召;李歸霞;陳立學;潘垣;何俊佳
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02H3/087
• 分類號: H02H3/087;H02H9/04
• 代理公司: 武漢華之喻知識產權代理有限公司 42267
• 代理人: 廖盈春;曹葆青

1.一種基于電容換流的混合式直流斷路器，其特征在于，包括：超快速機械開關單元(1)、輔助半導體開關單元(2)、電容換流單元(3)和吸能單元(4)；

所述超快速機械開關單元(1)與所述輔助半導體開關單元(2)串聯連接，所述電容換流單元(3)與串聯連接的超快速機械開關單元(1)和所述輔助半導體開關單元(2)并聯連接，所述吸能單元(4)與所述電容換流單元(3)并聯連接；

所述電容換流單元(3)用于在系統發生短路故障時為所述超快速機械開關單元(1)和所述輔助半導體開關單元(2)提供低壓支路保證其正常開斷，并利用自關斷功能切斷故障電流；

所述吸能單元(4)用于在開斷故障后吸收故障電流被切斷后電力系統中感性元件存儲的能量。

2.如權利要求1所述的混合式直流斷路器，其特征在于，所述電容換流單元(3)包括：第一晶閘管T1、第二晶閘管T2、第三晶閘管T3、第四晶閘管T4、預充電電容C、換流電感L、第一避雷器MOV1和第一機械開關S；

所述第一晶閘管T1和所述第四晶閘管T4串聯連接，所述第二晶閘管T2和所述第三晶閘管T3串聯連接，所述第一避雷器MOV1和所述第一機械開關S串聯連接在所述第一晶閘管T1與所述第四晶閘管T4的串聯連接端與所述第二晶閘管T2與所述第三晶閘管T3的串聯連接端之間；所述預充電電容C和所述換流電感L串聯連接在所述第一晶閘管T1與所述第四晶閘管T4的串聯連接端與所述第二晶閘管T2與所述第三晶閘管T3的串聯連接端之間；

所述第一晶閘管T1的非串聯端與所述第二晶閘管T2的非串聯端共同作為所述電容換流單元(3)的一端；所述第三晶閘管T3的非串聯端與所述第四晶閘管T4的非串聯端共同作為所述電容換流單元(3)的另一端。

3.如權利要求2所述的混合式直流斷路器，其特征在于，當發生短路故障時，觸發第二晶閘管T2和第三晶閘管T3導通，并關斷所述輔助半導體開關單元(2)，向所述超快速機械開關單元(1)發出分閘指令；

當所述超快速機械開關單元(1)達到設定的開距時，控制第一晶閘管T1導通，流向第二晶閘管T2的電流將向第一晶閘管T1轉移，當第二晶閘管T2的電流過零時自動關斷，電源側繼續向預充電電容充電，預充電電容電壓極性反轉，流向第一晶閘管T1和第二晶閘管T3的電流逐漸減小，當預充電電容電壓達到設定值時，流過第一晶閘管T1和第二晶閘管T3的電流歸零，第一晶閘管T1和第二晶閘管T3自動關斷，避雷器MOV動作吸收系統感性元件儲能并限制過電壓，導通避雷器MOV1的控制第一機械開關S，吸收預充電電容C儲能并將預充電電容電壓限制到指定值，為下一次重合閘做準備。

4.如權利要求2或3所述的混合式直流斷路器，其特征在于，當發生短路故障時觸發第二晶閘管T2和第三晶閘管T3在故障后1ms內導通。

5.如權利要求2所述的混合式直流斷路器，其特征在于，所述電容換流單元(3)還包括：第一反向晶閘管T11、第二反向晶閘管T22、第三反向晶閘管T33、第四反向晶閘管T44，所述第一反向晶閘管T11與所述第一晶閘管T1并聯連接，所述第二反向晶閘管T22與所述第二晶閘管T2并聯連接，所述第三反向晶閘管T33與所述第三晶閘管T3并聯連接，所述第四反向晶閘管T44所述第四晶閘管T4并聯連接。