[发明专利]一种带续流回路的直流固态断路器

说明书

本发明公开了一种带续流回路的直流固态断路器，包括：具有相同结构且分别安装在柔性直流系统正极与负极的正极断路器与负极断路器；正极断路器包括正极断流回路与正极续流回路；正极断流回路的输入端与正极断路器的输入端连接，正极断流回路的输出端与正极续流回路的一端连接后与正极断路器的输出端连接，所述正极续流回路的另一端接地；所述负极断路器包括负极断流回路与负极续流回路，所述负极断流回路的输入端与负极断路器的输入端连接，所述负极断流回路的输出端与负极续流回路的一端连接后与负极断路器的输出端连接，所述负极续流回路的另一端接地。该方案可以避免截流过电压的产生，为柔性直流系统直流断路器的研制提供了一条崭新的技术路线。

技术领域

本发明涉及柔性直流领域，尤其涉及一种带续流回路的直流固态断路器。

背景技术

柔性直流技术是一种高效、灵活的新型输配电技术，在电力系统中有着广泛的发展前景。直流断路器是保证柔性直流系统安全可靠运行的关键设备。然而，当前的直流断流器却是限制高电压大容量柔性直流系统发展的一大瓶颈。不同于交流电流存在过零点，直流故障电流更难于灭弧，这给高压、大容量直流断路器的研制工作带来了巨大的挑战。直流断路器可分为机械式、固态和混合型直流断路器。直流固态断路器是利用电力电子器件构成，无机械触点，具有开断时间极短、无弧、无光、无声响等优点。

虽然直流固态断路器断开故障电流不会产生电弧，但由于线路电感的存在以及其断开速度极快，将可能在开断过程中产生很高的过电压。过电压有可能造成电力电子器件的损坏，因此成为直流固态断路器研发不可回避的难点。目前的研究主要是在固态断路器两侧并联大电容器以及避雷器，以减小过电压。这样必然将增长断流时间，增加断流器的体积以及成本，降低可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种带续流回路的直流固态断路器，利用柔性直流系统直流侧故障电流方向固定的原理，增设了二极管续流回路，避免了截流过电压的产生，为柔性直流系统直流断路器的研制提供了一条崭新的技术路线。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种带续流回路的直流固态断路器，包括：具有相同结构且分别对应的安装在柔性直流系统正极与负极的正极断路器与负极断路器；

所述正极断路器包括正极断流回路与正极续流回路；所述正极断流回路的输入端与正极断路器的输入端连接，所述正极断流回路的输出端与正极续流回路的一端连接后与正极断路器的输出端连接，所述正极续流回路的另一端接地；

所述负极断路器包括负极断流回路与负极续流回路，所述负极断流回路的输入端与负极断路器的输入端连接，所述负极断流回路的输出端与负极续流回路的一端连接后与负极断路器的输出端连接，所述负极续流回路的另一端接地。

进一步的，所述正极断流回路包括多个断流单元与一个避雷器MOV1；其中，所有断流单元依次串联后与所述避雷器MOV1并联；

所述正极续流回路包括：并联连接的二极管D6与避雷器MOV2；所述二极管D6由多个二极管串联构成，所述二极管D6的负极与正极断流回路的输出端连接，正极接地。

进一步的，每一断流单元包括：并联连接的H桥断流模块与均压模块；

所述H桥断流模块包括：绝缘栅双极型晶体管IGBT1、二极管D1、二极管D2、二极管D3与二极管D4，所述二极管D1的负极与二极管D2的负极连接，所述二极管D2的正极与二极管D3的负极连接后与下级断流模块或正极断流器输出端连接，所述二极管D3的正极与二极管D4的正极连接，所述二极管D4的负极与二极管D1的正极连接后与正极断路器输入端或上级断流模块连接，所述IGBT1的集电极接在二极管D1的负极与二极管D2的负极之间，所述IGBT1的发射极接在二极管D3的正极与二极管D4的正极之间；