[发明专利]一种级联全桥直流断路器控制系统的控制方法

说明书

本发明公开了一种级联全桥直流断路器控制系统的控制方法，根据级联全桥断路器的功能需求，按照断路器的控制要求以及断路器各部分之间的协调关系，提出了控制和故障监视的时序逻辑和控制算法。采用本发明所提出的控制时序逻辑，能够对直流线路上的短路故障做出快速反应，控制断路器动作，满足对直流断路器快速性的要求；对级联全桥高压直流断路器控制保护设备的主要任务进行了总结，并按照级联全桥直流断路器的控制需要，对各个任务之间的时序进行了设计，使各个任务之间相互衔接，完成断路器的控制；级联全桥直流断路器控制时序能够在短时间内发现断路器各部分的故障，并采取适当的措施。

技术领域

本发明涉及一种电力电子器件的时序逻辑，具体涉及一种级联全桥直流断路器控制时序。

背景技术

随着高压大电流半导体器件和电力电子技术的发展，高压直流输电技术，柔性直流输电技术，直流电网技术等得到了越来越多的关注和应用。由于柔性直流输电线路在发生直流侧双极短路时，直流电流快速上升，电流上升率高达3kA/ms，并且不能通过柔性直流换流阀自身有效阻止短路电流的上升，如果不采取有效措施，会导致换流阀设备的损坏。针对柔性直流输电设备的高压直流断路器能够在短时间内切断故障电流，隔离故障，保护换流阀。

由于柔性直流输电线路在发生直流侧双极短路时，直流电流快速上升，电流上升率高达3kA/ms，并且不能通过柔性直流换流阀自身有效阻止短路电流的上升，如果不采取有效措施，会导致换流阀设备的损坏。针对柔性直流输电设备的高压直流断路器能够在短时间内切断故障电流，隔离故障，保护换流阀和直流线路。

专利CN103280763A中提出的级联全桥直流断路器是机械开关和电力电子器件混合的方式直流断路器的一个实例。其电路正常运行由机械开关通流，故障时将换流回路的电流转移至并联连接的电力电子器件支路中，然后由电力电子器件分断电流。该类型的断路器正常运行时，通态损耗小，分断时间断。级联全桥直流断路器采用串联的IGBT全桥子模块分断故障电流，避免了分断过程中器件电压不均的问题。IGBT在关断时端电压为零，减小了开关损耗。

级联全桥直流断路器由换流回路子模块，断流回路子模块，快速机械开关，避雷器构成，其中断流回路子模块数一般高达上百个，以满足耐压要求。级联全桥直流断路器在执行分合闸操作过程中，需要对各个部分进行协调控制，并监视各部分的故障，做出相应处理。而所有的检测、处理、动作需要在2～3ms内完成，级联全桥直流断路器对控制系统的控制时序要求很严格。

因此，需要提出一种新的控制和故障监视的时序逻辑来完成级联全桥断路器的各种动作控制和故障监视。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种级联全桥直流断路器控制系统的控制方法，所述全桥直流断路器控制系统包括：对直流线路电流、换流回路电流、断流回路电流的检测；对换流回路子模块的IGBT导通和闭锁控制；对断流回路子模块导通和闭锁的控制；对快速机械开关分合的控制；接收上级控制保护设备的断路器分合闸命令；对送能单元的控制；对换流回路子模块故障监测；对断流回路子模块故障监测；对电流采集单元故障监测；对快速机械开关故障监测；对送能单元故障监测；所述控制系统具有以下控制时序：

首先接收传感检测单元的数据，判断线路和各支路是否出现过流；

接收换流回路子模块回报，接收断流回路子模块回报，监测子模块故障；

接收快速机械开关回报，监测快速机械开关分合状态和是否有故障；

接收上级控制保护的指令；

根据各部分的回报，对各部分故障进行处理；

根据上级控制保护指令，传感检测单元检测结果，故障处理结果以及直流断路器现在所处的状态，通过顺序控制算法，决定接下来断路器的控制操作；

根据顺控算法的结果，向换流回路子模块发送控制命令；