[发明专利]一种双向分断的直流断路器及其开断方法

说明书

一种双向分断直流断路器及开断方法，包括主电流回路、固态开关支路、振荡转移支路、控制系统、出线端C1和出线端C2，主电流回路、固态开关支路和振荡转移支路并联且经由出线端C1、C2引出，固态开关组件中二极管D1反并联在全控型功率半导体器件T1两端，电容C和电阻R串联后与MOV并联，后并联在T1两端，二极管D2反并联在全控型功率半导体器件T2两端，电容C和电阻R串联后与MOV并联，后并联在T2两端，T1和T2反向串联，半控型功率半导体T1和T2正负极反向并联，电感一端与T1正极相连接，电感另一端与电容另一端相连，电容另一端与出线端C1相连，出线端C2与T1负极相连，使振荡转移支路与主电流回路并联。

技术领域

本发明涉及双向分断的直流断路器及其开断方法，特别涉及过电弧电压强迫电流转移，改变触发固态开关支路和振荡转移支路的功率半导体器件的时序，来实现关断不同通流方向的电流的功能。

背景技术

直流断路器是保障直流配电网安全可靠运行的核心设备之一，目前基于固态开关转移开断方案的固态直流断路器电流转移后断口恢复特性好，全电流范围开断速度快，但由于大功率电力电子器件串联在额定通流回路中，额定通流损耗高，且开断能力有限；基于预充电电容转移方案的机械式直流断路器额定通流损耗低，开断能力强，但小电流开断时间长，并且断口绝缘恢复差。针对上述两种开断放的不足，本文提出了一种结合固态开关转移和预充电电容转移的直流断路器方案，具有额定通流损耗低，断口绝缘恢复好、开断可靠性高，开断能力强、全电流范围开断速度快等优势，能够满足目前直流配电网安全、可靠、经济的要求。

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

针对上述现有技术存在的不足或缺陷，本发明的目的在于提供一种双向分断的直流断路器及其开断方法。通过控制高速机械开关S1和S2同时动作，建立电弧电压，然后根据回路电流的大小按照特定时序触发固态开关支路及振荡开关支路的全控型功率半导体器件导通，完成电流分断。

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，一种双向分断的直流断路器包括主电流回路、固态开关支路、振荡转移支路、控制系统、出线端C1和出线端C2，主电流回路、固态开关支路和振荡转移支路并联且经由出线端C1和出线端C2引出，

所述主电流回路包括串联的高速机械开关S1和高速机械开关S2，其中，高速机械开关S1的左端断口与出线端C1直接相连，高速机械开关S2的右端端口与出线端C2直接相连；

所述固态开关支路两端并联在主电流回路两端，固态开关支路包括一个或多个串联的固态开关组件，所述固态开关组件中，二极管D1反并联在全控型功率半导体器件T1两端，电容C和电阻R串联后与MOV并联，之后并联在T1两端，二极管D2反并联在全控型功率半导体器件T2两端，电容C和电阻R串联后与MOV并联，之后并联在T2两端，T1和T2反向串联，

所述振荡转移支路中，半控型功率半导体T1和T2的正负极反向并联，电感一端与T1的正极相连接，电感另一端与电容的另一端相连，电容另一端与出线端C1相连，出线端C2与T1的负极相连，使得所述振荡转移支路与主电流回路的并联；