[发明专利]基于电压钳位原理的多端口限流断路器及故障切除方法

权利要求书

1.一种基于电压钳位原理的多端口限流断路器，包括并联的主支路和电压钳位支路，其特征在于：

所述主支路包括n条与直流母线相并连的支路，每条支路主要由快速机械开关、反并联晶闸管组、限流电感串联组成，其中，n≥1；

所述电压钳位支路包括n+1个故障选择晶闸管、缓冲电感和可变钳位电压模块，n+1个故障选择晶闸管并联后与缓冲电感、可变钳位电压模块串联，可变钳位电压模块一端通过缓冲电感、故障选择晶闸管分别与直流母线、主支路相连，可变钳位电压模块另一端与直流母线相连，同时还与主支路相连构成能量转移通路；

所述可变钳位电压模块包括两组电容、三个快速机械开关和四个反并联晶闸管组，四个反并联晶闸管组构成H桥晶闸管组，两组电容、三个快速机械开关构成串接在H桥晶闸管组两个桥臂之间的H桥电容组，通过调节三个快速机械开关，改变两组电容的串并联状态；

所述基于电压钳位原理的多端口限流断路器进行直流故障切除时包括：

线路故障时：保护系统检测到故障，向近端限流断路器传递触发信号，通过可变钳位电压模块内三个快速机械开关的闭合，将两组电容由并联变成串联，电容电压上升为2倍预充电电压，确定故障线路并打开相应故障选择晶闸管，通过电压钳位支路电容极性选择电压钳位支路H桥晶闸管组导通形成通道，提高换流站出口处电压，经过一段时间的电流抑制，电流受压差影响迫降至零，随后主支路晶闸管组自行关断，快速机械开关约2ms后断开为主支路晶闸管组分压，完成换流站与故障点的隔离，此时电压钳位支路与故障线路形成LC振荡回路，经过一段时间后，LC回路振荡过零，H桥晶闸管组与故障选择晶闸管自动关断，随后根据故障性质决定是否重启系统；

母线故障时：保护系统检测到故障，向远端限流断路器传递触发信号，通过可变钳位电压模块内三个快速机械开关的闭合，将两组电容由并联变成串联，电容电压上升为2倍预充电电压，确定故障线路并打开相应故障选择晶闸管，通过电压钳位支路电容极性选择电压钳位支路H桥晶闸管组导通形成通道，提高远端换流站出口处电压，经过一段时间的电流抑制，电流受压差影响迫降至零，随后主支路晶闸管组自行关断，快速机械开关约2ms后断开为主支路晶闸管组分压，完成换流站与故障点的隔离，此时电压钳位支路与故障线路形成LC振荡回路，经过一段时间后，LC回路振荡过零，H桥晶闸管组与故障选择晶闸管自动关断，随后根据故障性质决定是否重启系统。