[发明专利]一种用于直流配电系统的感性小负荷断路器

说明书

本发明公开了一种用于直流配电系统的感性小负荷断路器，包括：开合开关组，用于断开闭合负载以及滤除负载产生的毛刺；谐振电路，连接该开合开关组与续流电路，用于产生与感性负载谐振的容性阻抗；续流电路，用于在IGBT关闭后给感性负载和该谐振电路提供电流通路；感性负载，连接该续流电路及IGBT；一三极管，连接该续流电路，本发明根据电路谐振的原理，合理经济地将本发明的断路器用于直流配电系统中，通过并联谐振原理使电路电流被负载消耗直至为零，切断负荷，达到线路保护的目的。

技术领域

本发明涉及电气工程领域和直流配电领域，特别是涉及一种用于直流配电系统的感性小负荷断路器。

背景技术

直流电力系统主要应用于电力推进、可再生能源分布式电网和超远距离高压输电等场合。伴随着轨道交通，高压直流输电等系统的大规模建设与规划，直流输配电系统迎来了一个快速发展的黄金时期，从系统到设备的相关研究工作都成为电力行业一个新兴的研究热点。虽然在不同的应用场合中系统的基本运行特征差异很大，但无一例外都需要直流断路器这一关键的电力设备。

直流断路器是直流配电系统的重要设备之一,其主要作用是改变直流系统的运行方式,或清除直流侧出现的故障。其主要功能包括关合、承载和开断正常回路条件下的电流，转换系统运行方式以及切断故障电流对系统实行保护等。

在直流断路器的开断过程中，触头打开后将在触头之间形成电弧，因此，断路器的任务就是迅速使电流过零，熄灭电弧，加速介质恢复，防止再次击穿和电弧的重燃。然而，与交流系统相比，由于直流系统不存在自然过零点，使得其开断更加困难，必须采用一定的技术手段迫使电流过零。另外，在开断过程中直流断路器还需要吸收存储在系统电感中的大量能量。

为使直流配电系统能够在主回路上形成电流过零点，现有直流断路器多采用增加正弦电流分量的方法，使得叠加后的电流为交流电。这样，叠加后的电流可在主回路上形成电流过零点，从而使得断路器可开断，达到保护直流电路的目的。但是，此种方法存在明显的弊端。由于正弦电流的叠加，原本的线路或设备的功率半径被被动的抬高，线路必须承受较高的电压，甚至超过其额定电压。这样不仅要增大原来线路或设备的耐压值，还会大大增加线路和设备的损耗，很不经济合理。现如今很多直流设备的额定电压本身比较小，其自身的耐压值不高，因此传统直流断路器完全不适用。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种用于直流配电系统的感性小负荷断路器，其应用并联谐振的原理，以于直流配电系统需转换运行方式或切断故障电流对系统进行实行保护时，使断路器中的电容与带感性的负载产生阻尼震荡，电路两端电压和电流同相位，电感的反向冲击就不会过大，使得电流纯粹被电阻吸收，最终降为零，达到切断负荷的目的。

为达上述及其它目的，本发明提出一种用于直流配电系统的感性小负荷断路器，包括：

开合开关组，用于断开闭合负载以及滤除负载产生的毛刺；

谐振电路，连接该开合开关组与续流电路，用于产生与感性负载谐振的容性阻抗；

续流电路，用于在IGBT关闭后给感性负载和该谐振电路提供电流通路；

感性负载，连接该续流电路及IGBT；

一三极管，连接该续流电路。

进一步地，该开合开关组包括第一开关、第二开关以及第一滤波电感、第二滤波电感，电源负极依次连接该第一开关、第一电感，该第一电感的另一端连接该谐振电路一端，电源正极依次连接该第二开关、第二电感，该第二电感的另一端连接该谐振电路另一端。

进一步地，该谐振电路包括串联的一电容(C)与一电阻(Ro)，该电容(C)的另一端连接该第一电感的另一端，该电阻(Ro)的另一端连接该第二电感的另一端。

进一步地，该电容(C)与该电阻(Ro)的另一端还连接该续流电路的两端。