[发明专利]带限流阀段的单钳位模块型往复限流式高压直流断路器

权利要求书

1.带限流阀段的单钳位模块型往复限流式高压直流断路器，其特征在于：包括奇数(2k+1)个由CCSM组成的断路阀段；包括连接不同断路阀段支路的限流阀段。

2.根据权利1所述的带限流阀段的单钳位模块型往复限流式高压直流断路器，其特征在于：断路阀段由通流支路、转移支路和避雷器支路三部分组成，断路阀段的通流支路包含一个快速机械开关S和N₁个串联CSSM，CSSM包含三个IGBT T1、T2和T3，三个反并联二极管D1、D2和D3，一个独立二极管D4，以及一个直流电容器C，T₃的导通方向与T₁、T₂相反。CSSM主要用于流过稳态电流和进行故障限流；转移支路由N₂个CSSM串联而成，主要用于转移故障电流以及进行故障清除；避雷器支路由若干串联避雷器组成，主要用于故障电流清除时通过避雷器吸收冲击电压能量，保护子模块电容。在本发明所提断路器拓扑中，单钳位子模块有旁路和闭锁工作两种工作状态。该子模块处于旁路状态时，T1关断，T2、T3导通；处于闭锁状态时，T1、T2、T3均关断。限流阀段由三条支路组成，支路1由快速机械开关UFD1、UFD2以及反向串联的IGBT串VT3、VT4组成，支路2由金属氧化物避雷器组成，支路3由反并联晶闸管对VH以及电阻R、电容C组成。正常状态下，限流阀段支路1导通，这时，2k+1个断路阀段的通流支路投入，彼此之间并联运行，断路器模块在等效电路中只体现电力电子器件的通态电阻R_on1以及通流支路的电感L_p和R_p，因此稳态情况下断路器的损耗较低；故障状态下，经过保护装置的检测延时，断路器投入工作，首先，限流阀段支路1的IGBT断开，故障电流开始向支路3转移，使电容C电压迅速升高，进而断开限流阀段支路，断路器从2k+1个支路并联变为2k+1个支路串联，进入限流状态。CSSM电容将在极短时间内充电至额定电压，利于故障电流转移。若故障已清除，故障电流将不再继续发展，可以重新触发CSSM和限流阀段使得通流支路旁路，直接恢复正常运行；反之则需要进行断路动作。保护装置判断需要断路动作后，令转移支路旁路，故障电流将从通流支路转移到转移支路。进一步检测通流支路的电流，当其小于快速机械开关的开断允许电流后，给出分闸指令。

3.根据权利1所述的带限流阀段的单钳位模块型往复限流式高压直流断路器，其特征在于：断路器中配备有限流阀段，限流阀段具有双向导通和关断的能力。

4.根据权利1所述的带限流阀段的单钳位模块型往复限流式高压直流断路器，其特征在于：该断路器的断路阀段支路可以为任意奇数个，可以充分对其进行横向扩展。