[发明专利]一种灵活模块型往复限流式高压直流断路器拓扑

权利要求书

1.一种灵活模块型往复限流式高压直流断路器拓扑，其特征在于：包含x条支路，x为任意大于或等于3的奇数。每一条支路均由一个限流电感L_p和和一个断路阀段构成。除此之外，断路器中还配备有x-1组转换IGBT组TH1、TH2、…、THx-1，其配置位置如摘要附图所示。需要说明的是，摘要附图以所提断路器拓扑的3支路形式示意，实际该断路器的支路数可以为任意大于或等于3的奇数。

2.根据权利要求1所述的一种灵活模块型往复限流式高压直流断路器拓扑，其特征在于：每个断路阀段结构相同，包含通流支路、转移支路和避雷器支路3条支路。其中通流支路由一个快速机械开关S和N₁个子模块串联而成；转移支路由N₂个子模块串联而成，一般来说，N₂应远远大于N₁；避雷器支路由若干避雷器串联而成，其串联数目和保护电压大小有关。其中，通流支路和转移支路的子模块类型可以根据需要灵活变换。

3.根据权利要求1所述的一种灵活模块型往复限流式高压直流断路器拓扑，其特征在于：断路阀段中的子模块可以是任何满足断路器功能要求的子模块，子模块中电容的作用是参与故障限流和故障电流分断，一切具备闭锁及旁路功能的子模块均满足断路器功能要求。其中，闭锁状态是指仅当电流为电容充电时，电容接入电路中，而电容无法向电路放电的一种状态；旁路状态是指电容被子模块自身结构旁路，不与电路发生相互作用的一种状态。

4.根据权利要求1所述的一种灵活模块型往复限流式高压直流断路器拓扑，其特征在于：该断路器中特定位置配备有转换IGBT组TH1、TH2、…、THx-1，共x-1组。其配备位置如摘要附图所示。当支路数增加时，需要增配转换IGBT组。转换IGBT组由若干正向串联的IGBT和相同数目反向串联的IGBT串联而成，可以满足双向通流的需求，每个IGBT配有一个反并联二极管以防止被反向电压击穿。同一转换IGBT组中，所有IGBT的控制信号均相同。

5.根据权利要求1所述的一种灵活模块型往复限流式高压直流断路器拓扑，其特征在于：该断路器可以工作在支路并联和支路串联两种状态中，并且可以在两种状态之间互相切换。稳态运行时，断路器工作在支路并联状态，转换IGBT组TH1到THx-1均为导通状态，使得x条支路处于并联状态，对直流电网的稳态性能影响较小；发生故障后，断路器工作在支路串联状态，所有转换IGBT组均为关断状态，使得x条支路处于串联状态，有利于故障限流和故障电流的分断。

6.根据权利要求1所述的一种灵活模块型往复限流式高压直流断路器拓扑，其特征在于：一种灵活模块型往复限流式高压直流断路器拓扑，不仅能作为高压直流断路器直接应用于直流电网领域，也能通过构成原理类似的断路器装置应用于其他相关领域，间接利用该发明拓扑及思想的其他应用场合在权利范围内。