[发明专利]一种混合直流断路器及其保护方法

说明书

本发明公开一种混合直流断路器及其保护方法，包括多条通流支路、一条转移支路和一条吸能支路，多条通流支路通过各自的连接端口并列连接至直流母线分支的各输电线路上；转移支路的始端连接至各通流支路线路上，且转移支路的末端与多条通流支路末端相连接，使多条通流支路公用一条转移支路；吸能支路并联在所述转移支路上；通流支路包括机械开关和二极管整流桥式组件，机械开关和二极管整流桥式组件串联设置在通流支路的线路上；转移支路包括具有限流电阻的二极管整流桥式组件。本发明能够大幅度减少IGBT使用数量，提高经济性能，减少造价成本；还能够提高直流断路器的运行效率，保证直流断路器保护过程的安全可靠运行。

技术领域

本发明属于直流断路器技术领域，特别是涉及一种混合直流断路器及其保护方法。

背景技术

与传统直流相比，柔性直流输电在提高电能质量、远距离传输、新能源接入、异步联网等方面更具有优势。在今后电力系统的发展中，基于电压源换流器的多端直流输电将成为主要方向之一。随着直流输电的发展，直流线路传输功率的增大，直流设备的体积以及设备的制造难度也随之增大。在诸多直流设备中直流断路器技术是限制多端直流输电发展的重要因素。直流故障电流缺乏自然过零点，并且在线路发生短路故障后，几毫秒内短路电流呈线性增加等特点是限制直流断路器。发展的技术难题。因此，区别于交流断路器，直流断路器在开断故障电流时需要人工创造过零点，并在断开故障线路后能吸收系统中残余能量。

近年来，国内外学者根据直流故障特点研制了不同类型的直流断路器。按断路器中所含开关器件不同可将其分为三类：机械式直流断路器、固体式直流断路器、混合式直流断路器。机械式直流断路器依靠快速机械开关断开直流故障线路，在正常导通时机械开关的损耗很小，但在开断时开关触头间产生的大电弧会损耗机械断路器的寿命。固体式直流断路器由半导体元件构成，具有无弧开断且开关速度快的优点，缺点为在导通时会产生很大的导通损耗。混合式直流断路器则结合机械式直流断路器和固体式直流断路器两者的优点，在线路正常运行时依靠机械开关导通，在发生故障时依靠半导体元件进行开断。

但现有的混合式直流断路器中，需要使用大量的IGBT，IGBT的造价高，使其经济性不高；并且由于是用来大量的IGBT，使得混合式直流断路器动作时间太长，效率低；由于现有断路器中无法快速且高效的实现电流转移，从而使其在运行过程中无法实现安全可靠的工作。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种混合直流断路器及其保护方法，能够大幅度减少IGBT使用数量，提高经济性能，减少造价成本；还能够提高直流断路器的运行效率，保证直流断路器保护过程的安全可靠运行。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种混合直流断路器，包括多条通流支路、一条转移支路和一条吸能支路，所述多条通流支路通过各自的连接端口并列连接至直流母线分支的各输电线路上；所述转移支路的始端连接至各通流支路线路上，且所述转移支路的末端与多条通流支路末端相连接，使多条通流支路公用一条转移支路；所述吸能支路并联在所述转移支路上；

所述转移支路包括调节模组一和调节模组二，所述调节模组一和调节模组二相互串联，所述调节模组一的输入作为所述转移支路的始端连接至各通流支路的线路上，所述调节模组二的输出端作为所述转移支路的末端与多条通流支路末端相连接；

所述调节模组一包括具有限流电阻的二极管整流桥式组件；所述调节模组二包括多组相互并列连接的调节支路，多组所述调节支路的始端均连接至调节模组一的输出端，多组所述调节支路的末端分别连接至其相对应的通流支路的末端上。