[發(fā)明專利]一種直流斷路器及控制方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110832797.1
• 申請(qǐng)日: 2021-07-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113422360A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周萬(wàn)迪;劉遠(yuǎn);魏曉光;李弸智;張升
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): H02H7/26
• 分類號(hào): H02H7/26;H02J1/00;H01H9/54
• 代理公司: 北京三聚陽(yáng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 李靜玉

1.一種直流斷路器，其特征在于，包括：至少一個(gè)斷路器模塊，所述斷路器模塊包括：通流單元、耗能單元、受控振蕩單元及接地單元，其中，

通流單元，其串入電力線路中；

受控振蕩單元，其與所述通流單元并聯(lián)連接；

耗能單元，其一端分別與所述通流單元的一端及所述受控振蕩單元一端連接，另一端與所述受控振蕩單元連接；

接地單元，其一端與所述受控振蕩單元連接，另一端接地；

當(dāng)所述電力線路未故障時(shí)，所述通流單元導(dǎo)通直流負(fù)荷電流，直流系統(tǒng)為所述受控振蕩單元預(yù)充電；當(dāng)所述電力線路出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)控制所述受控振蕩單元的運(yùn)行狀態(tài)，所述受控振蕩單元產(chǎn)生與故障電流幅值相等、方向相反的振蕩電流，使得通流單元可靠關(guān)斷，最終由耗能單元消耗能量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流斷路器，其特征在于，所述通流單元包括：至少一個(gè)快速機(jī)械開(kāi)關(guān)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流斷路器，其特征在于，所述受控振蕩單元，包括：箝位型子模塊、振蕩電容及振蕩電感，其中，

所述箝位型子模塊的一端分別與所述通流單元的一端及所述耗能單元的一端連接，所述箝位型子模塊的另一端分別與所述振蕩電容的一端及所述接地單元的一端連接；

所述振蕩電容的另一端分別與所述振蕩電感的一端及所述耗能單元的另一端連接；

所述振蕩電感的另一端與通流單元的另一端連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流斷路器，其特征在于，所述箝位型子模塊包括：第一電力電子器件、第二電力電子器件、第三電力電子器件、第四電力電子器件及直流電容，其中，

所述第一電力電子器件，其第一端分別與所述直流電容的第一端及所述第三電力電子器件的第一端連接，其第二端分別與所述通流單元的一端及所述第二電力電子器件的第一端連接；

所述第二電力電子器件，其第二端分別與所述直流電容的第二端及所述第四電力電子器件的第二端連接；

所述第三電力電子器件，其第二端分別與所述第四電力電子器件的第一端、所述接地單元的一端及所述振蕩電容的一端連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流斷路器，其特征在于，所述接地單元包括：接地二極管、接地電容及接地電阻，其中，

接地二極管，其陽(yáng)極分別與所述箝位型子模塊的另一端及所述振蕩電容的一端連接，其陰極依次通過(guò)接地電容、接地電阻接地。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流斷路器，其特征在于，當(dāng)所述直流斷路器包括多個(gè)斷路器模塊時(shí)，多個(gè)斷路器模塊串聯(lián)連接。

7.一種直流斷路器的控制方法，其特征在于，基于權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的直流斷路器，所述控制方法包括：

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)通流單元的兩端所連接的電力線路是否故障；

當(dāng)通流單元的至少一端所連接的電力線路出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)控制所述受控振蕩單元的運(yùn)行狀態(tài)，所述受控振蕩單元產(chǎn)生與故障電流幅值相等、方向相反的振蕩電流，使得通流單元可靠關(guān)斷。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的直流斷路器的控制方法，其特征在于，還包括：

當(dāng)通流單元的兩端所連接的電力線路均未出現(xiàn)故障時(shí)，通流單元保持導(dǎo)通狀態(tài)，受控振蕩單元保持?jǐn)嚅_(kāi)狀態(tài)，直流系統(tǒng)為受控振蕩單元預(yù)充電。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的直流斷路器的控制方法，其特征在于，所述通過(guò)控制所述受控振蕩單元的運(yùn)行狀態(tài)，所述受控振蕩單元產(chǎn)生與故障電流幅值相等、方向相反的振蕩電流，使得通流單元可靠關(guān)斷，包括：

控制所述通流單元的快速機(jī)械開(kāi)關(guān)分閘；

當(dāng)所述快速機(jī)械開(kāi)關(guān)達(dá)到足夠耐受暫態(tài)開(kāi)斷電壓的設(shè)計(jì)開(kāi)距時(shí)，交替觸發(fā)箝位型子模塊對(duì)角電力電子器件，直到受控振蕩單元上產(chǎn)生與短路電流幅值相等、方向相反的振蕩電流，快速機(jī)械開(kāi)關(guān)電流過(guò)零，完成熄弧開(kāi)斷。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的直流斷路器的控制方法，其特征在于，還包括：

當(dāng)振蕩電容的電壓達(dá)到預(yù)設(shè)保護(hù)電壓閾值時(shí)，耗能單元導(dǎo)通，消耗能量。