[發(fā)明專利]一種直流斷路器及控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110832797.1
• 申請日: 2021-07-22
• 公開（公告）號: CN113422360A
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周萬迪;劉遠;魏曉光;李弸智;張升
• 申請（專利權(quán)）人: 全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02J1/00;H01H9/54
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 李靜玉

本發(fā)明提供的一種直流斷路器及控制方法，該直流斷路器包括：至少一個斷路器模塊，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，其與通流單元并聯(lián)連接；耗能單元，其一端分別與通流單元的一端及受控振蕩單元一端連接，另一端與受控振蕩單元連接；接地單元，其一端與受控振蕩單元連接，另一端接地。通過實施本發(fā)明，滿足了大規(guī)模直流電網(wǎng)建設(shè)對直流斷路器技術(shù)性與經(jīng)濟性雙重要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子領(lǐng)域，具體涉及一種直流斷路器及控制方法。

背景技術(shù)

高壓直流斷路器是多端及直流電網(wǎng)構(gòu)建的核心設(shè)備之一，其技術(shù)經(jīng)濟性直接影響了直流電網(wǎng)應(yīng)用的靈活性與廣泛性。目前，高壓直流斷路器主流技術(shù)路線主要有兩種：一種為混合式直流斷路器，正常運行由機械開關(guān)通流，故障時利用輔助換流支路等將電流轉(zhuǎn)移至并聯(lián)連接的電力電子器件支路中，然后由電力電子器件分斷電流，該類型斷路器通態(tài)損耗低，分斷速度快，但是需要使用大量的全控器件串并聯(lián)，成本較高。另一種是機械式直流斷路器，通過預(yù)充電電容反向注入電流實現(xiàn)機械開關(guān)熄弧，最終完成直流開斷，所需要電容容量大、電壓高，且面臨高壓觸發(fā)開關(guān)的經(jīng)濟性和可靠性設(shè)計問題。然而現(xiàn)有技術(shù)方案要么采用混合式直流斷路器，要么采用機械式直流斷路器，難以同時滿足大規(guī)模直流電網(wǎng)建設(shè)對直流斷路器技術(shù)性與經(jīng)濟性雙重要求，這就限制了高壓直流斷路器在多端及直流電網(wǎng)中規(guī)模化應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中直流斷路器難以滿足技術(shù)性與經(jīng)濟性雙重要求的缺陷，從而提供一種直流斷路器及控制方法。

為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明實施例提供一種直流斷路器，包括：至少一個斷路器模塊，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，所述通流單元導(dǎo)通直流負荷電流，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，通過控制所述受控振蕩單元的運行狀態(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。

優(yōu)選地，所述通流單元包括：至少一個快速機械開關(guān)。

優(yōu)選地，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。

優(yōu)選地，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。

優(yōu)選地，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，其陰極依次通過接地電容、接地電阻接地。

優(yōu)選地，當(dāng)所述直流斷路器包括多個斷路器模塊時，多個斷路器模塊串聯(lián)連接。