[发明专利]高压直流断路器

说明书

本发明涉及在直流线路的一侧发生故障的事件中用于切断流过用于电力输送和分配的直流线路的故障电流的一种高压直流断路器。根据本发明的一种用于切断流过直流线路的电流的高压直流断路器包括：主开关，所述主开关安装在所述直流线路中，用于在所述直流线路的一侧或另一侧发生故障的情况下断开，由此切断所述直流线路的电流；非线性电阻器，所述非线性电阻器与所述主开关并联；LC电路，所述LC电路与所述主开关并联，包括彼此串联以产生LC谐振的电容器和电抗器；第一双向开关元件，所述第一双向开关元件与所述LC电路串联，用于导通和关断双向的电流流动；以及第二双向开关元件，所述第二双向开关元件与所述LC电路并联，用于导通和关断电流流动以产生双向的LC谐振。

技术领域

本发明总体上涉及一种高压直流断路器(high-voltage DC circuit breaker)，并且更具体地讲，涉及在直流线路(DC line)的一侧发生故障时切断(break)在用于电力传输或分配的直流线路中流动的故障电流的高压直流断路器。

背景技术

一般来讲，高压直流断路器是可以切断流过50kV或大于50kV的高压输电线路(例如，高压直流(HVDC)输电系统)的电流的开关设备。这种高压直流断路器用于在直流线路中发生故障时切断故障电流。当然，它也可以应用于范围约为1kV至50kV的直流电压水平的中间电压直流配电系统。

当系统中出现故障电流时，高压直流断路器断开(open)主开关(main switch)，以便切断出现故障的电路，由此中断故障电流。然而，因为直流线路中没有零电流点，当主开关断开时在主开关的端子之间产生的电弧不会熄灭。因此，故障电流通过电弧继续流动，并且因此无法中断故障电流。

为了通过熄灭在断开高压直流断路器的主开关CB时产生的电弧来切断故障电流，日本专利申请公开No.1984-068128，如图1所示，提供了一种通过主开关CB处的零电流熄灭电弧的技术，通过将LC电路产生的谐振电流(resonance current)Ip叠加在直流线路中流动的电流I_DC上来形成零电流(Idc＝I_DC+Ip)。具体地讲，如果在主开关CB断开并且产生电弧时闭合辅助开关S，那么施加正(+)谐振电流(Ip>0)以叠加在直流电流I_DC上。然后，谐振电流Ip由于L与C之间的谐振而在正(+)与负(-)之间振荡，并且其大小(magnitude)随着振荡沿着主开关CB重复而增大。因此，当负(-)谐振电流(Ip<0)的大小变得与I_DC相同时，电流Idc变成零电流，并且主开关CB的电弧熄灭。然而，根据此常规技术，因为要叠加等于或大于直流电流I_DC的正(+)谐振电流Ip，所以电路额定值应当大于额定电流的额定值的两倍。另外，为了实现这种大的谐振电流Ip，需要多个谐振周期，并且因此降低了切断速度。另外，常规的直流断路器存在无法中断双向故障电流的问题。

发明内容

技术问题

因此，本发明的目的是提供一种高压直流断路器，该高压直流断路器可以完全切断主开关中的故障电流，即使高压直流断路器不对主开关施加谐振电流。

本发明的另一个目的是提供一种高压直流断路器，该高压直流断路器通过使用单个电路(single circuit)来切断双向故障电流。

本发明的另外的目的是提供一种高压直流断路器，该高压直流断路器通过应用少量半导体器件来切断故障电流。

本发明的又另一个目的是提供一种高压直流断路器，该高压直流断路器实施为以便能够通过使用主开关来进行重合闸(reclosing)操作。

技术方案