[发明专利]一种可降低开断电流的直流断路器及其直流故障处理策略

权利要求书

1.一种可降低开断电流的直流断路器，其特征在于：包括正常通流支路、断流支路、耗能支路、超导限流器、电抗器以及隔离开关，正常通流支路与断流支路并联后一端与超导限流器的一端相连，另一端与耗能支路的一端以及直流输电线路相连；超导限流器的另一端与隔离开关的一端以及耗能支路的另一端相连，隔离开关的另一端与电抗器的一端相连，电抗器的另一端与换流站相连；

所述正常通流支路由超快速机械开关和负载转移开关串联组成，所述断流支路由主断路器构成，所述耗能支路由避雷器构成，所述主断路器由多个子模块串并联组成，所述负载转移开关由多个具有双向通流能力的子模块串并联组成。

2.根据权利要求1所述的直流断路器，其特征在于：所述主断路器的子模块采用增强型半桥子模块结构。

3.根据权利要求2所述的直流断路器，其特征在于：所述增强型半桥子模块结构包括两个带反并联二极管的IGBT管T1～T2、两个二极管D1～D2以及一个电容C1；其中，IGBT管T1的发射极与二极管D1的阴极相连并作为子模块的一端，IGBT管T1的集电极与IGBT管T2的集电极以及电容C1的一端相连，IGBT管T2的发射极与二极管D2的阴极相连并作为子模块的另一端，二极管D1的阳极与二极管D2的阳极以及电容C1的另一端相连，IGBT管T1～T2的基极均接外部控制电路提供的开关控制信号。

4.根据权利要求1所述的直流断路器，其特征在于：所述负载转移开关的子模块由两个带反并联二极管的IGBT管T3～T4组成；其中，IGBT管T3的集电极作为子模块的一端，IGBT管T3的发射极与IGBT管T4的发射极相连，IGBT管T4的集电极作为子模块的另一端，IGBT管T3～T4的基极均接外部控制电路提供的开关控制信号。

5.如权利要求1～4任一权利要求所述直流断路器的直流故障处理策略，包括如下步骤：

(1)正常运行时，使隔离开关和超快速机械开关闭合，负载转移开关内所有子模块处于开通状态，主断路器内所有子模块处于关断状态；

(2)直流输电线路发生短路故障情况下，当检测到故障电流后，首先对主断路器内所有子模块施加开通信号，经一小段延时后，再对负载转移开关内所有子模块施加关断信号；

(3)经过一小段延时，断开超快速机械开关；待超快速机械开关完全处于关断状态后，将主断路器内所有子模块设置为关断状态，阻断故障电流通路，则剩余能量将通过耗能支路进行释放。