[發(fā)明專利]一種基于晶閘管的主動(dòng)式直流斷路器及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011056638.9
• 申請(qǐng)日: 2020-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN112383032B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬俊鵬;舒稷;王順亮;劉天琪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): H02H7/26
• 分類號(hào): H02H7/26
• 代理公司: 北京正華智誠(chéng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11870
• 代理人: 楊浩林

本發(fā)明公開一種基于晶閘管的主動(dòng)式直流斷路器，包括7條支路，具體構(gòu)成為：主支路1和主支路2分別由一組晶閘管串聯(lián)構(gòu)成；轉(zhuǎn)移支路1和轉(zhuǎn)移支路2均由轉(zhuǎn)移晶閘管和轉(zhuǎn)移電容構(gòu)成，兩條轉(zhuǎn)移支路分別與兩條主支路并聯(lián)；充電支路1和充電支路2均由一個(gè)充電電阻構(gòu)成，且充電支路從轉(zhuǎn)移支路的轉(zhuǎn)移電容和轉(zhuǎn)移晶閘管之間接出到地；保護(hù)支路由避雷器構(gòu)成，該支路與兩條主支路和兩條轉(zhuǎn)移支路并聯(lián)。基于該斷路器的控制方法可以快速且主動(dòng)的切斷直流電流。本發(fā)明基于電力電子元件，沒有機(jī)械部分，具有動(dòng)作迅速的優(yōu)點(diǎn)，利用半控型器件晶閘管設(shè)計(jì)斷路器，既減少了通態(tài)損耗，又降低了直流斷路器的投資。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于直流斷路器制造領(lǐng)域，具體涉及一種基于晶閘管的主動(dòng)式直流斷路器及其控制方法。

背景技術(shù)

近幾年來直流輸電技術(shù)的發(fā)展十分迅速，直流輸電保護(hù)所需的直流斷路器也成為研究的熱點(diǎn)。直流斷路器需要非常迅速的切斷直流電流防止電流增大到換流站閉鎖。但是由于柔性直流系統(tǒng)的直流側(cè)阻抗較低，故障時(shí)候電流增大的很快，直流斷路器需要在非常短的時(shí)間里面切斷很大的直流電流。

已經(jīng)提出的直流斷路器的拓?fù)浜芏?，主要分?類：機(jī)械式，全固態(tài)，混合式。(1)機(jī)械式直流斷路器，在傳統(tǒng)機(jī)械開關(guān)的基礎(chǔ)上并聯(lián)LC震蕩回路，利用LC震蕩創(chuàng)造開斷時(shí)候機(jī)械開關(guān)的過零點(diǎn)，使得機(jī)械開關(guān)斷時(shí)候的電弧熄滅。(2)全固態(tài)直流斷路器的主要支路用全控器件串聯(lián)而成，故障時(shí)候關(guān)斷全控器件。這樣的斷路器可以快速切斷短路電流但是全控器件的導(dǎo)通內(nèi)阻較大，導(dǎo)致了通態(tài)損耗很大，而且大量的全控型器件的使用增加了斷路器的投資成本。(3)混合式直流斷路器通態(tài)電流支路由機(jī)械開關(guān)和少量全控器件并聯(lián)而成，開斷支路由全控器件串聯(lián)而成。故障時(shí)候通態(tài)電流支路全控器件關(guān)斷，開斷電流支路全控器件打開，電流轉(zhuǎn)移到開斷電流支路，電流轉(zhuǎn)移完成之后機(jī)械開關(guān)開始打開，機(jī)械開關(guān)打開過程持續(xù)2-3ms。機(jī)械開關(guān)開斷之后，開斷支路開斷固態(tài)開關(guān)開斷直流電流。該斷路器開斷過程復(fù)雜、開斷時(shí)間較長(zhǎng)、大量使用全控器件同樣導(dǎo)致投資巨大。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供的一種基于晶閘管的主動(dòng)式直流斷路器及其控制方法解決了現(xiàn)有技術(shù)中不能主動(dòng)關(guān)斷直流電、損耗較大以及成本較高的問題。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種基于晶閘管的主動(dòng)式直流斷路器，包括保護(hù)支路、主支路1、主支路2、轉(zhuǎn)移支路1、轉(zhuǎn)移支路2、充電支路1和充電支路2；

所述保護(hù)支路、主支路1、主支路2、轉(zhuǎn)移支路1和轉(zhuǎn)移支路2并聯(lián)，所述充電支路1設(shè)置于轉(zhuǎn)移支路1上，所述充電支路2設(shè)置于轉(zhuǎn)移支路2上。

進(jìn)一步地，所述保護(hù)支路包括避雷器F1，所述主支路1包括晶閘管V1，所述主支路2包括晶閘管V2，所述轉(zhuǎn)移支路1包括晶閘管V4和電容C2，所述轉(zhuǎn)移支路2包括晶閘管V3和電容C1，所述充電支路1包括電阻R2，所述充電支路2包括電阻R1；

所述避雷器F1的一端分別與晶閘管V1的陰極、晶閘管V2的陽(yáng)極、晶閘管V3的陽(yáng)極和電容C2的一端連接，所述避雷器F1的另一端分別與晶閘管V1的陽(yáng)極、晶閘管V2的陰極、電容C1的一端和晶閘管V4的陽(yáng)極連接，所述晶閘管V3的陰極分別與電阻R1的一端和電容C1的另一端連接，所述電阻R1的另一端接地，所述晶閘管V4的陰極分別與電阻R2的一端和電容C2的另一端，所述電阻R2的另一端接地。

進(jìn)一步地，將所述避雷器F1的一端作為A點(diǎn)，將所述避雷器F1的另一端作為B點(diǎn)。

本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明基于半控型電力電子器件晶閘管，降低了斷路器的投資以及運(yùn)行中的損耗。

(2)本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)雙向的電流開斷能力以及完全主動(dòng)的開斷直流電流，且開斷過程迅速。

(3)本發(fā)明基于電力電子元件，沒有機(jī)械部分，具有動(dòng)作迅速的優(yōu)點(diǎn)，可以快速主動(dòng)的切斷直流電流，利用半控型器件晶閘管設(shè)計(jì)斷路器，既減少了通態(tài)損耗，又降低了直流斷路器的投資。