[发明专利]一种电容转移式直流开关设备

说明书

本发明公开了一种电容转移式直流开关设备，该直流开关设备是由主通流支路、双阶段转移支路和耗能支路组成，主通流支路由1个或多个机械开关串联组成，第一阶段转移支路由可控型开关模块组成，第二阶段转移支路包括电容与可控型电力电子器件，具有良好的可控性。本发明具备灵活可控、经济性好、通用度高和开断速度快的优势，可作为断路器或负荷开关应用到单极性和双极性的单向、双向高压直流输电系统中，起到控制保护及隔离故障的作用。

技术领域

本发明涉及直流输电领域，具体涉及一种电容转移式直流开关设备。

背景技术

随着全球能源格局的变化，以及直流输电技术和换流技术的发展，柔性直流输电呈现出巨大的应用前景，是改变大电网发展格局的战略选择。直流断路器、直流负荷开关等开关设备结合了电力电子器件，是柔性直流系统的输电领域和配电领域的重要组成部分，在控制电流正常运行方面具有关键作用，其中直流断路器还可以控制故障电流的通断。

目前，具有不同优势的电容转移式直流开关设备的拓扑结构较多，但现有技术在输电成本和开断速度方面仍存在不足，故有必要发明一种具有新型拓扑结构的电容转移式直流开关设备来降低输电成本和提高开断速度。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是提供一种电容转移式直流开关设备，利用主通流支路的多断口结构保证了开断的可靠性，利用双转移支路承压使机械开关有足够的恢复时间，具备灵活可控、经济性好、通用度高和开断速度快的优点。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明的一个方面提供了一种电容转移式直流开关设备，其特征在于，包括主通流支路、至少1条第一阶段转移支路、第二阶段转移支路和耗能支路，主通流支路包括n个串联的机械开关，第一阶段转移支路为1条或多条，每条第一阶段转移支路包括可控型开关模块，与所述主通流支路的1个或多个的机械开关并联，第二阶段转移支路包括m个串联的电容模块和由电容或电容和电阻组成的并联电路,耗能支路包括第一能量吸收器件，第二阶段转移支路和耗能支路并联后，其两端分别直接或通过串联的开关并联到所述主通流支路的两端，其中n，m均为大于等于的整数。

根据本发明的一个方面，所述第二阶段转移支路中，所述m个串联的电容模块直接与由电容或电容和电阻组成的并联电路相串联，或者，所述m个串联的电容模块的两端通过由电力二极管或可控型开关组成的桥式电路与由电容和电阻组成的并联电路相串联。

根据本发明的一个方面，所述电容模块是2个可控型开关反向并联后与电容组成的并联电路，或者由1个可控型开关和电容组成的并联电路。

根据本发明的一个方面，所述机械开关是高速隔离开关或者真空开关。

根据本发明的一个方面，所述第一阶段转移支路的可控型开关模块包括由可控型开关和第二能量吸收器件组成的并联电路。

根据本发明的一个方面，所述可控型开关是可控型电力电子器件，或者可控型电力电子器件与电力二极管的串、并联组合，或者具有单向或双向载流、关断能力的能够快速开断的开关。

根据本发明的一个方面，所述第一和所述第二能量吸收器件是避雷器。

根据本发明的一个方面，所述开关是具备绝缘和隔离能力的机械开关。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

本发明利用主通流支路的多断口结构保证了开断的可靠性，利用双阶段转移支路使机械开关有足够的恢复时间，利用第二阶段转移支路的电容与开关的串并联组合使开关设备对小电流有更好的开断性能。因此本发明具备灵活可控、经济性好、通用度高和开断速度快的优势，可作为断路器或负荷开关应用到单极性和双极性的单向、双向高压直流输电系统中，起到控制保护及隔离故障的作用。