[实用新型]一种高压直流断路器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种直流断路器，尤其是一种高压直流断路器，属于电力技术领域。

背景技术

随着经济的不断发展，由于化石能源枯竭和开采难度增大，同时造成了严重的环境问题。近年来，太阳能发电，燃料电池，风力发电等新能源得到大规模推广应用，于此同时，出现了电动汽车、变频设备、LED 照明灯、信息设备等大量直流负荷。而直流微网，作为分布式电源与直流负荷更高效率的接入形式，具有线路损耗低、传输容量大、传输距离远、电能质量高、以及不存在系统同步运行稳定性问题等优点，成为目前电力系统的发展趋势。而直流断路器是直流微网系统的重要设备，起着故障跳闸和保护系统中电力设备的关键作用，目前缺乏实用的直流断路器。

实用新型内容

本实用新型的目的是：针对目前发展直流微网的电力系统发展趋势，提供一种直流断路器方案，该直流断路器包括限流电路和与之串联的四条并联支路。限流电路由限流电感构成；四条并联支路中第一支路为机械开关，该机械开关用来导通正常负载电流；第二支路为固态开关，用来关断双向故障电流；第三支路为缓冲回路，由电阻、电容串联构成；第四支路为吸收回路，由氧化锌避雷器构成，用来缓冲和吸收开断时线路电感能量，降低固态开关电压上升率和保护固态开关器件不受过压威胁。该直流断路器能实现双向快速关断。

本实用新型的技术方案为：一种高压直流断路器，包括第一限流电抗器、第二限流电抗器和电气支路，所述的第一限流电抗器、电气支路和第二限流电抗器依次组成串联线路。

所述的电气支路包括第一支路、第二支路、第三支路和第四支路，所述的第一支路、第二支路、第三支路和第四支路为并联。

所述的第一支路由快速隔离开关和辅助开关串联。

所述的第二支路由至少一个IGBT模块串联组成；每个IGBT模块由两个IGBT反向串联，并在每个IGBT上反向并联二极管。

所述的第三支路由电阻和电容串联组成。

所述的第四支路为氧化锌避雷器构成的能量吸收回路。

所述的辅助开关由两个IGBT反向串联，并在每个IGBT上反向并联二极管。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型中IGBT模块由两个电力电子元件 IGBT反向串联，并在每个IGBT上反向并联二极管，能实现电流双向快速关断。第一支路和第二支路并联，正常的时候由第一支路流过负荷电流，在开关需要开通或关断的时候，利用第二支路在第一支路断开和闭合过程中分流、钳压作用，实现第一支路迅速断开和闭合，可实现双向快速关断，且损耗低。缓冲吸收回路用于缓冲吸收开断时线路电感能量、降低固态开关电压上升率和保护固态开关器件不受过压威胁。限流电抗的功能是降低直流短路电流上升率，从而降低对机械开关速动性的要求。本实用新型结构简单，制作方便，实用性强。

附图说明

附图1为本实用新型运用在直流微网中的示意图；

附图2为本实用新型结构示意图；

图中标识为：1、第一限流电抗器，2、第二限流电抗器，3、快速隔离开关，4、辅助开关，5、IGBT，6、二极管，7、固态开关，8、IGBT，9、二极管，10、电阻，11、电容，12、氧化锌避雷器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明，但不作为对本实用新型的任何限制。

如附图1所示，本实用新型的实施例：一种高压直流断路器，由第一限流电抗器1、第二限流电抗器2、快速隔离开关3、辅助开关4、IGBT 5、8、二极管6、9、固态开关7、电阻10、电容11、氧化锌避雷器12组成，所述的第一限流电抗器（1）、电气支路和第二限流电抗器（2）依次组成串联线路。

所述的电气支路包括第一支路、第二支路、第三支路和第四支路，所述的第一支路、第二支路、第三支路和第四支路为并联。

所述的第一支路由快速隔离开关3和辅助开关4串联。

所述的第二支路由至少一个固态开关7串联组成；每个固态开关7由两个IGBT 8反向串联，并在每个IGBT 8上反向并联二极管9。

所述的第三支路由电阻10和电容11串联组成。

所述的第四支路为氧化锌避雷器12构成的能量吸收回路。

所述的辅助开关4由两个IGBT 5反向串联，并在每个IGBT 5上反向并联二极管6。