[发明专利]一种模块化电力电子高压直流断路器

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子高压直流保护技术，具体涉及一种电力电子高压直流断路器。 

背景技术

高压直流断路器目前有混合式直流断路器(如ABB提出的混合式直流断路器），混合式直流断路器开断电流能力及工作电压等级取决于电力电子器件，但由于目前IGBT等全控型电力电子器件单管额定电压、电流均有限，在高压、大电流应用场合下，解决多管串、并联等一系列技术问题难度较大，对IGBT器件的制造一致性和同步驱动控制要求很高，若其中一个IGBT不能与其他IGBT一起导通，它将承受全部高压而损坏，由此导致其他IGBT的因承受高压而连锁损坏。ABB提出的混合式直流断路器，采用了传统的开关技术和半导体器件，既解决了纯机械高压直流断路器开关速度慢的缺点，又解决了基于半导体高压直流断路器传导损耗较大的缺点，但是在其中多个电力电子器件串联，使用避雷器避免过电压，内部的电力电子器件极易因不同步导通而击穿。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，解决电力电子器件的均压问题，提供一种模块化电力电子高压直流断路器。

本发明不仅仅适用于高压直流输电的保护，还可以适用于使用直流电的行业。

本发明可以通过如下技术方案实现。

一种模块化电力电子高压直流断路器，由多个混合开关模块串联组成，每个混合开关模块均各自包括两个机械开关、两个电力电子开关和均压保护电路，其中一个机械开关相应地与一个电力电子开关并联；所有所述机械开关的端口串联。

进一步优化实施地，第一电力电子开关包括第一IGBT和与第一IGBT反向串联的第一二极管；第二电力电子开关包括第二IGBT和与第二IGBT反向串联的第二二极管。

进一步优化实施地，均压保护电路包括第一电力电容、第一电力电容、第一电阻、第二电阻、第一电力二极管、第二电力二极管；其中第一电力电容负极与第一电力二级管正极连接，第一电力电容正极分别与第一IGBT集电极连接和第二电阻一端连接，第二电阻另一端和第二电力电容的正极连接，第一电力二级管负极和第一IGBT发射极连接；第二电力二级管负极第二电力电容正连接，第二电力电容负极极分别与第二IGBT发射极和第一电阻一端连接，第一电阻另一端和第一电力电容的负极连接，第二电力二级管正极和第二IGBT集电极极连接。

本发明利用均压保护电路，在电路开断过程中，IGBT不能同步导通，起到缓冲均压的作用，不致产生过电压，可以改善IGBT的工作条件，延长使用寿命。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

本发明正常通态损耗小，在线路正常运行时，电流只流经机械开关，不流经电力电子开关，几乎不产生损耗；

本发明采用多个机械开关串联，单个机械开关电压应力小；

本发明利用均压保护电路能够较好的解决当电力电子开关导通不同步的分压问题；

本发明采用模块化结构，维护方便，损坏只需要替换掉响应模块；可以通过改变模块数目灵活改变适用于各种电压等级。

附图说明

图1 是实例中所述模块化电力电子高压直流断路器的混合开关模块电路图。

图2是实例中所述模块化电力电子高压直流断路器电路图。

图3是实例中所述的一种模块化电力电子高压直流断路器模的一种应用实例的电路图。

图4是实例中模块化电力电子高压直流断路器故障时关断电路时IGBT电压波形图。

具体实施方式

以下结合附图和实例对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的实施和保护范围不限于此。

如图2所示，一种模块化电力电子高压直流断路器，由多个混合开关模块1串联组成。