[發(fā)明專利]振蕩電容電壓自適應的機械式直流斷路器及其控制方法

在審

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• 申請日: 2022-03-08
• 公開（公告）號: CN114725900A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設計）人: 余占清;孫長平;甘之正;賈娜;屈魯;郭明珠;曾嶸;周興達;嚴鑫;唐博進;黃瑜瓏;尹立坤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國長江三峽集團有限公司;清華大學
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02H7/22
• 代理公司: 北京知聯(lián)天下知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11594
• 代理人: 張迎新

本發(fā)明提供振蕩電容電壓自適應的機械式直流斷路器，以避免重擊穿，包括：主通流電路、耦合蓄能電路、能量轉(zhuǎn)移電路和振蕩開斷電路；主通流電路用于將斷路器接入電網(wǎng)，使得電網(wǎng)正常工作電流從主通流電路流過；主通流電路中包括耦合電抗器的原邊線圈；耦合蓄能電路包括所述耦合電抗器的副邊線圈，通過耦合電抗器的副邊線圈與主通流電路耦合；耦合蓄能電路用于電網(wǎng)出現(xiàn)電流故障時從主通流電路獲取能量并存儲；能量轉(zhuǎn)移電路與耦合蓄能電路連接，能量轉(zhuǎn)移電路用于轉(zhuǎn)移耦合蓄能電路的能量；振蕩開斷電路分別與主通流電路、耦合蓄能電路和能量轉(zhuǎn)移電路連接；振蕩開斷電路用于通過耦合蓄能電路和能量轉(zhuǎn)移電路獲取能量，并用于關斷主通流電路的故障電流。

技術領域

本發(fā)明屬于電力電子技術領域，特別涉及一種振蕩電容電壓自適應的機械式直流斷路器及其控制方法。

背景技術

柔性直流電網(wǎng)因其系統(tǒng)主接線結(jié)構(gòu)、運行方式更加復雜多樣，進而導致直流系統(tǒng)故障方式多、故障發(fā)展快、影響范圍廣。因此，迫切需要柔性直流電網(wǎng)的故障隔離技術，以保障柔性直流電網(wǎng)的安全可靠運行。直流斷路器是直流輸配電系統(tǒng)中實現(xiàn)直流故障隔離的理想選擇。當前機械式直流斷路器存在開斷小電流時機械開關重擊穿和不易實現(xiàn)重合閘功能的問題，且電容放電能量按照額定短路電流設計，大部分情況系統(tǒng)分斷電流小于額定短路電流，多余能量會向系統(tǒng)倒灌，產(chǎn)生過流和過壓問題。

因此，亟需一種能夠解決機械式斷路器固有的重擊穿、難于重合閘和能量倒灌問題的方案。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提供一種振蕩電容電壓自適應的機械式直流斷路器，包括：主通流電路、耦合蓄能電路、能量轉(zhuǎn)移電路和振蕩開斷電路；

主通流電路用于將斷路器接入電網(wǎng)，使得電網(wǎng)正常工作電流從主通流電路流過；主通流電路中包括耦合電抗器的原邊線圈；

耦合蓄能電路包括所述耦合電抗器的副邊線圈，通過耦合電抗器的副邊線圈與主通流電路耦合；耦合蓄能電路用于電網(wǎng)出現(xiàn)電流故障時從主通流電路獲取能量并存儲；

能量轉(zhuǎn)移電路與耦合蓄能電路連接，能量轉(zhuǎn)移電路用于轉(zhuǎn)移耦合蓄能電路的能量；

振蕩開斷電路分別與主通流電路、耦合蓄能電路和能量轉(zhuǎn)移電路連接；

振蕩開斷電路用于通過耦合蓄能電路和能量轉(zhuǎn)移電路獲取能量，并用于關斷主通流電路的故障電流。

進一步地，

所述主通流電路包括用于將斷路器接入電網(wǎng)的輸入端和輸出端；

主通流電路的輸入端和輸出端之間包括串聯(lián)的機械開關模塊和耦合電抗器的原邊線圈；

所述機械開關模塊包括若干第一機械開關。

進一步地，

耦合蓄能電路包括并聯(lián)的所述耦合電抗器的副邊線圈和固態(tài)開關模塊。

進一步地，

所述耦合電路還包括與所述固態(tài)開關模塊并聯(lián)的保護支路，所述保護支路包括保護MOV。

進一步地，

能量轉(zhuǎn)移電路包括串聯(lián)的第一觸發(fā)開關模塊和第二機械開關。

進一步地，

所述振蕩開斷電路包括電容、耗能MOV和第二觸發(fā)開關模塊；

電容與耗能MOV并聯(lián)；

電容通過第二觸發(fā)開關模塊與主通流電路連接；

電容的第一端與能量轉(zhuǎn)移電路的第一端連接，電容的第二端與耦合蓄能電路的一端連接，能量轉(zhuǎn)移電路的第二端與耦合蓄能電路的另一端連接。

進一步地，