[发明专利]一种用于中压配网的双向混合式直流断路器及开断方法

说明书

公开了一种用于中压配网的双向混合式直流断路器及开断方法，所述双向混合式直流断路器包括断路器本体、信号采集系统、信号处理系统、控制系统、操作机构和人机交互界面，所示断路器增加了负反馈环节，将环境温度、驱动回路电容电压信号反馈到控制系统，使得触头能准确的在预期时刻打开，实现准确的分、合闸操作，通过振荡回路和桥式电路的整合，实现一组振荡回路实现双向分断的目的，解决在新能源供电系统中的双向分断的需求。

技术领域

本发明涉及用于中压配网的双向混合式直流断路器及其开断方法，特别涉及一种通过直流回路电流信号控制电磁斥力操动机构的实现分、合闸的断路器。

背景技术

随着化石能源的逐渐枯竭，以及环境污染问题的进一步加剧，清洁可再生能源的开发逐步成为电力行业的热点问题。但与传统能源相比，新能源存在出力特性不稳定，能源分布较为分散等明显缺陷。我国针对新能源的容量不同，分别采用中高压接入输电网，和低压线路接入配电网。无论采用哪种方式，带给传统的交流电网的冲击都是巨大的，带来一系列问题，例如继电保护问题，电网的电压和频率稳定的问题等等。现阶段这些问题的最好解决方案是通过一个直流输电系统将新能源发电系统和传统的交流系统隔离开来。但是新能源直流系统存在潮流双向流动的情况，因此应用于这种直流供电系统的断路器必须具有双向分断能力。

近年来伴随着电力电子技术的不断发展，出现了基于门极可关断器件的固态直流断路器，其拥有动作时间短，可以实现无弧分断的特点使其在一定场合得到了应用。但是和传统的机械式断路器相比，其通态损耗大、承载能力有限和抗涌流、过电压能力较弱的缺点使得其在应用中有较大的局限性。

现阶段的直流断路器的主要包括三种方案：机械式直流断路器、混合式直流断路器、全固态直流断路器。机械式断路器开断容量有限、开断时间长，难以适应现阶段电力系统的高电压大电流的发展需求。全固态直流断路器的通态损耗大，通流能力有限，同样也难以适应直流系统大电流的需求。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

为解决中压直流配网系统的双向分断的需求，本发明设计了一种基于电磁斥力机构的双向混合式直流断路器。通过振荡回路和桥式电路的整合，实现一组振荡回路实现双向分断的目的，解决在新能源供电系统中的双向分断的需求。

为达上述优点，本发明提供一种双向混合式直流断路器，用于控制直流输配电系统的通断，包括断路器本体、信号采集系统、信号处理系统、控制系统、操作机构和人机交互界面。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。

本发明的一方面，一种用于中压配网的双向混合式直流断路器包括断路器本体、信号采集系统、信号处理系统、控制系统、操作机构和人机交互界面，所述断路器本体包括主电流回路、桥式电路、振荡支路、过电压限制支路和隔离开关V1，主电流回路由两个机械开关S1、S2串联组成，其中S1一端加载出线端A1上，S2一端接在出线端A2上。

桥式电路由功率二极管D1、D2和晶闸管T1、T2、T3、T4组成，其中，D1并联在机械开关S1两端、D2并联在S2两端，D1正极和A1出线端相连，D2正极通过隔离开关V1和A2出线端相连，D1和D2负极和机械开关公共端相连，晶闸管T1和T2正极相连，负极分别接在出线端A1和隔离开关V1上，晶闸管T3和T4负极相连，正极分别接在出线端A1和隔离开关V1上。

振荡支路由转移电容C和振荡电感L串联组成，其中振荡电感L非公共端接在晶闸管T3和T4公共端上，转移电容C非公共端接在晶闸管T1和T2上。

过电压限制支路并联在机械开关S1和S2两端，分别接在出线端A1和隔离开关V1上。