[发明专利]一种电容缓冲式混合高压直流断路器及其控制方法

权利要求书

1.一种电容缓冲式混合高压直流断路器，其特征在于，包括依次串联连接的机械开关单元(110)和电流转换单元(120)，与所述机械开关单元(110)的供电端连接的机械开关供能单元(140)，以及一端与所述机械开关单元(110)的输入端连接且另一端与所述电流转换单元(120)的输出端连接的电容缓冲单元(130)；

所述机械开关单元(110)包括N个串联连接的机械开关子单元，每一个机械开关子单元包括依次并联连接的机械开关(111)、均压模块(112)和吸能限压模块(113)；所述均压模块(112)用于实现对N个串联连接的所述机械开关子单元间的均压；所述吸能限压模块(113)用于吸收故障电流被切断后电力系统中感性元件存储的能量来实现对所述机械开关(111)的限压保护；N为大于等于1的整数；

所述电流转换单元(120)包括并联连接的电力电子开关模块(121)和限压模块(122)；所述电力电子开关模块(121)用于在外部故障电流控制信号的控制下分断，使得快速切断故障电流；所述限压模块(122)用于当所述电力电子开关模块(121)两端电压超过动作值时导通电流，实现对所述电力电子开关模块(121)的限压保护；

所述电容缓冲单元(130)用于当所述电力电子开关模块(121)分断后，为故障电流提供换流缓冲支路；

所述机械开关供能单元(140)用于给所述机械开关(111)中的操动机构提供电源；

所述均压模块(112)包括依次串联连接的电容C0和电阻R0；

当发生故障时，所述机械开关(111)先分断并发生燃弧，在机械开关触头分离到达一个可以承受电容电压的距离时，再分断所述电力电子开关模块(121)；

所述电容缓冲单元(130)包括缓冲电容器组，所述缓冲电容的取值由所述机械开关(111)的绝缘介质恢复时间决定，所述缓冲电容的耐压峰值由故障电流给电容充电的最大电压值决定。

2.一种电容缓冲式混合高压直流断路器，其特征在于，包括混合开关单元(210)，与所述混合开关单元(210)的供电端连接的机械开关供能单元(240)，以及一端与所述混合开关单元(210)的输入端连接且另一端与所述混合开关单元(210)的输出端连接的电容缓冲单元(230)；

所述混合开关单元(210)包括N个串联连接的混合开关子单元，每一个混合开关子单元包括依次串联连接的机械开关(211)和电力电子开关模块(214)，与所述电力电子开关模块(214)并联连接的限压模块(215)，一端与所述机械开关(211)输入端连接且另一端与所述电力电子开关模块(214)的输出端连接的均压模块(212)，以及与所述均压模块(212)并联连接的吸能限压模块(213)；所述均压模块(212)用于实现对N个串联连接的所述混合开关子单元间的均压；所述吸能限压模块(213)用于吸收故障电流被切断后电力系统中感性元件存储的能量来实现对所述机械开关(211)和所述电力电子开关模块(214)的限压保护；所述电力电子开关模块(214)用于在外部故障电流控制信号的控制下分断，使得快速切断故障电流；所述限压模块(215)用于当所述电力电子开关模块(214)两端电压超过动作值时导通电流，实现对所述电力电子开关模块(214)的限压保护；N为大于等于1的整数；

所述电容缓冲单元(230)用于当所述电力电子开关模块(214)分断后，为故障电流提供换流缓冲支路；

所述机械开关供能单元(240)用于给所述机械开关(211)中的操动机构提供电源；

所述均压模块(212)包括依次串联连接的电容C0和电阻R0；

当发生故障时，所述机械开关(211)先分断并发生燃弧，在机械开关触头分离到达一个可以承受电容电压的距离时，再分断所述电力电子开关模块(214)；

所述电容缓冲单元(230)包括缓冲电容器组，所述缓冲电容的取值由所述机械开关(211)的绝缘介质恢复时间决定，所述缓冲电容的耐压峰值由故障电流给电容充电的最大电压值决定。