[發明專利]一種直流斷路器及應用方法

在審

• 申請號: 202210038477.3
• 申請日: 2022-01-13
• 公開（公告）號: CN114374194A
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 賀之淵;張升;周萬迪;劉遠;李弸智;張寧
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 劉靜

本發明提供的一種直流斷路器及應用方法，該直流斷路器包括：至少一個斷路器模塊，斷路器模塊串聯連接，斷路器模塊包括：機械開關組件及電壓源激勵振蕩組件，其中，機械開關組件與電壓源激勵振蕩組件并聯連接。采用電壓源可控激勵無源部件，受控形成高頻振蕩，從而實現直流短路電流在內部快速轉移與開斷，大幅減少了電力電子開關使用數量，降低了設備體積與成本，滿足大規模直流電網建設對直流斷路器技術性與經濟性雙重要求。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，具體涉及一種直流斷路器及應用方法。

背景技術

直流輸配電系統故障發展快、電流增長快，快速可靠的故障隔離是保證其安全穩定運行的關鍵，直流斷路器為該問題提供了有效解決方式。高技術經濟性的直流斷路器成為支撐直流輸配電系統發展的核心裝備。目前，應用較廣泛的中高壓直流斷路器主要有兩種，一種為機械式直流斷路器，通過單次注入反向電流實現機械開關熄弧關斷，損耗低，但存在重合閘時間長、小電流開斷機械開關重燃風險，且與開斷過程易于與直流系統形成振蕩，對系統及其他設備正常安全運行帶來隱患。另一種為混合式直流斷路器，通過電力電子器件實現電流轉移與關斷，具備無弧、快速重合閘等特點，系統適用性好，但開斷電流技術性能與設備經濟性能均受限于全控型電力電子器件，不利于其在高壓直流輸電系統的大規模推廣應用。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中現有技術中直流斷路器難以滿足技術性與經濟性雙重要求的缺陷，從而提供一種直流斷路器及應用方法。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

第一方面，本發明實施例提供一種直流斷路器，包括：至少一個斷路器模塊，所述斷路器模塊串聯連接，所述斷路器模塊包括：機械開關組件及電壓源激勵振蕩組件，其中，

所述機械開關組件與所述電壓源激勵振蕩組件并聯連接。

優選地，所述電壓源激勵振蕩組件包括：無源部件、受控電壓源及能量吸收部件，其中，

所述無源部件與所述受控電壓源串聯連接；

所述能量吸收部件并聯連接于所述無源部件的兩端或并聯連接于所述無源部件與所述受控電壓源構成的串聯電路的兩端。

優選地，所述受控電壓源包括至少一個基本模塊單元，所述基本模塊單元為反并聯橋式模塊單元或半橋模塊單元或全橋模塊單元。

優選地，所述反并聯半橋模塊單元包括第一電力電子開關、第二電力電子開關、第一電壓源及第二電壓源，其中，

所述第一電力電子開關的第一端與所述第一電壓源的第一端連接，所述第一電力電子開關的第二端與所述第二電力電子開關的第一端連接后引出外接線，所述第一電力電子開關的控制端外接控制信號，所述第二電力電子開關的第二端與第二電壓源的第二端連接，所述第二電力電子開關的控制端外接控制信號，所述第一電壓源的第二端與所述第二電壓源的第一端連接后引出外接線。

優選地，所述半橋模塊單元包括第三電力電子開關、第四電力電子開關及第三電壓源，其中，

所述第三電力電子開關的第一端與所述第三電壓源的第一端連接，所述第三電力電子開關的第二端與所述第四電力電子開關的第一端連接后引出外接線，所述第三電力電子開關的控制端外接控制信號，所述第四電力電子開關的第二端與第三電壓源的第二端連接后引出外接線，所述第四電力電子開關的控制端外接控制信號。

優選地，所述全橋模塊單元包括第五電力電子開關、第六電力電子開關、第七電力電子開關、第八電力電子開關及第四電壓源，其中，

所述第五電力電子開關的第一端分別與所述第七電力電子開關的第一端及所述第四電壓源的第一端連接，所述第五電力電子開關的第二端與所述第六電力電子開關的第一端連接后引出外接線，所述第五電力電子開關的控制端外接控制信號；