[发明专利]一种具备限流功能的混合直流断路器

说明书

本发明公开了一种具备限流功能的混合直流断路器，应用于高压直流输电领域，本发明的通流支路由快速机械开关K1、辅助换流开关T1和二极管阀组D1‑D4组成，线路正常工作时通流支路流过额定负荷电流；线路发生短路故障时，闭锁辅助换流开关T1将故障电流从通流支路转移到转移支路；转移支路与通流支路并联，主要由限流部分和开断部分组成，限流部分主要用于发生短路故障时遏制短路电流的峰值和上升率，开断部分主要用于开断短路电流，吸收系统在短路故障期间存储在线路电感中的能量；本发明在转移支路中采用限流电路，可有效遏制故障电流的峰值和上升率，降低断路器的开断容量；本发明断路器拓扑结构新颖、成本低、系统可靠性高。

技术领域

本发明属于高压直流断路器领域，更具体的是一种具备限流功能的混合直流断路器。

背景技术

我国可再生资源丰富，开发利用潜力巨大；但由于太阳能、风能资源分布集中的特点，建立高压直流输电网对于我国广域范围内能源的高效利用具有深远的意义。相较于交流系统，直流系统存在阻尼小、直流故障蔓延快等特点，对于柔性直流输电系统而言，全控型电力电子器件耐受过电流能力弱，故障电流可在极短的时间内达到器件的最高耐压值，使关键器件甚至换流站损毁；目前，高压直流断路器成为唯一能快速限制并切除故障电流的技术手段。

本发明针对目前直流断路器普遍存在的限流效果差、故障清除速度慢等问题，提出一种具备限流功能的混合式直流断路器。

发明内容

本发明提供了一种具备限流功能的混合直流断路器，在满足直流输电系统对高压直流断路器本身动作迅速、耐受高电压、大电流的基础上，在传统直流断路器基础上增加了限流部分。限流部分利用限流电阻和限流电抗综合限流，能够显著降低故障电流上升率及峰值。采用泄能电阻和二极管阀组D7能够在开断故障时吸收存储在限流电抗中的能量，降低避雷器的耗能；同时所提出的直流断路器通流支路通过二极管阀组组成的桥式结构，无需反串联IGBT即具备双向开断的能力。

本发明的技术方案如下：

一种具备限流功能的混合直流断路器，包括通流支路和转移支路，所述的通流支路和所述的转移支路并联。

优选的，本发明的通流支路包括：快速机械开关K1，辅助换流开关T1和二极管阀组D1、D2、D3、D4，所述二极管阀组D1与所述二极管阀组D2串联，并与所述二极管阀组D3与所述二极管阀组D4串联支路并联；所述快速机械开关K1一端与所述二极管阀组D3和所述二极管阀组D4共连接点连接，所述快速机械开关K1另一端与所述辅助换流开关T1的一端连接，所述辅助换流开关T1另一端与所述二极管阀组D1和所述二极管阀组D2共连接点连接。

优选的，本发明的二极管阀组D1、D2、D3、D4按照桥式电路连接。

该技术方案的有益效果：相比于传统混合式直流断路器，通流支路无需反串联IGBT即可实现双向通断，减少了通流支路IGBT的使用量。

优选的，本发明的转移支路包括限流部分、开断部分和二极管阀组D5、D6，所述的限流部分与所述的开断部分串联，所述的二极管阀组D5、D6与所述的限流部分与开断部分组成的串联支路并联连接。

优选的，本发明的二极管阀组D5、D6与二极管阀组D3、D4按照桥式电路连接。

该技术方案的有益效果：相比于传统混合式直流断路器，转移支路无需判断电流方向即可实现双向通断，同时减少了转移支路IGBT的使用量。