[發明專利]一種分級關斷的混合式直流斷路器

有效

• 申請號: 202011385615.2
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112421589B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 趙曉民;王俊;懂紹倫;吳益飛;吳翊;劉文魁;龐素敏
• 申請（專利權）人: 平高集團有限公司;國家電網有限公司;西安交通大學
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 北京前審知識產權代理有限公司 11760
• 代理人: 張波濤;尹秀峰

1.一種分級關斷的混合式直流斷路器，由限流部分和分斷部分組成，其中限流部分和分斷部分直接串聯，通過出線端C1和C2引出，其特征在于：

（1）所述限流部分中，由主支路、電力電子支路、限流支路三條支路并聯組成；

主支路由高速機械開關S1和高速機械開關S2串聯組成，S1左端斷口和斷路器出線端C1直接相連，其中S1、S2為真空或SF₆高速機械開關；

電力電子支路由兩個大容量電力電子組件串聯而成；

限流支路為限流器的單個或多個串聯組合；

（2）所述分斷部分中，由主支路、電力電子支路、能量耗散支路三條支路并聯組成；

主支路由高速機械開關S3組成，S3右端斷口和斷路器出線端C2直接相連，其中S3為真空或SF₆高速機械開關；

電力電子支路由三個小容量電力電子組件串聯組成；

能量耗散支路為金屬氧化物避雷器MOV的單個或多個串聯組合；

其中，

系統正常通流情況下，高速機械開關S1、S2、S3閉合，系統電流流經限流部分和關斷部分主支路，系統電流從出線端C1流入，經過機械開關S1、S2、S3后從出線端C2流出，此時限流部分和關斷部分的電力電子組件均未被觸發；

關斷電流時，控制系統同時向高速機械開關S1、S2、S3發出分閘指令，高速機械開關S1、S2、S3同時打開，開始燃?。慌c此同時，導通限流部分的兩個大容量電力電子開關，在S1、S2和S3的電弧電壓作用下，電流自斷口S1、S2迅速轉移至限流部分的電力電子支路；

電流轉移完成后，控制關斷兩個大容量電力電子開關，電流自電力電子支路轉移至限流支路，電流水平迅速開始降低；待電流水平降低至關斷部分中小容量電力電子器件的關斷容量以下時，控制關斷部分中三個小容量電力電子開關同時打開，電流自斷口S3轉移至三個小容量電力電子開關中；

電流再次轉移完成后，控制關斷三個小容量電力電子開關，電流自關斷部分電力電子支路轉移至能量耗散支路，直至下降為零，完成開斷過程；

所述的混合式直流斷路器通過控制限流部分和關斷部分的電力電子支路依次先后動作，將系統電流先后轉移到限流器和避雷器中，完成電流分斷。

2.根據權利要求1所述的混合式直流斷路器，其特征在于：

所述高速機械開關為基于電磁斥力的高速機械開關、基于高速電機驅動的機械開關或基于爆炸驅動的高速機械開關。

3.根據權利要求1所述的混合式直流斷路器，其特征在于：

（1）所述大容量電力電子組件為全控型大功率電力電子器件、RC支路及反向二極管并聯組成，其中電力電子器件是IEGT、IGCT或IGBT的單個或多個并聯組合，RC支路為電容C和電阻R的單個或多個串并聯組合，反向二極管為大功率二極管D的單個或多個串聯組合；

（2）所述小容量電力電子組件為全控型小功率電力電子器件及RC支路并聯組成，其中電力電子器件是小容量IGCT或IGBT的單個或多個并聯組合，RC支路為電容C和電阻R的單個或多個串并聯組合，反向二極管為大功率二極管D的單個或多個串聯組合。