[发明专利]一种适用于直流电网的具备重合闸判断能力的电容换流型直流断路器拓扑

权利要求书

1.一种适用于直流电网的具备重合闸判断能力的电容换流型直流断路器拓扑，其特征在于：包括主支路、换流支路、引流支路、故障类型判别支路；其中主支路由快速机械开关、二极管、晶闸管、IGBT组成；换流支路由电阻、电容、快速机械开关、二极管、金属氧化物避雷器组成；引流支路由晶闸管、电阻组成；故障类型判别支路由电阻、快速机械开关组成。

2.根据权利要求1所述的一种适用于直流电网的具备重合闸判断能力的电容换流型直流断路器拓扑，其特征在于：主支路由超快速机械开关UFD₁、IGBT和相应的续流二极管组成的负载换向开关和反并联晶闸管V₁构成。

3.根据权利要求1所述的一种适用于直流电网的具备重合闸判断能力的电容换流型直流断路器拓扑，其特征在于：换流支路由金属氧化物避雷器、换流电容C_m、断路开关UFD₂、卸能开关UFD₃、卸能电阻R₁构成。当C_m两端电压高于直流电压时，C_m停止充电，当避雷器达到启动电压时，实现故障电流软关断。

4.根据权利要求1所述的一种适用于直流电网的具备重合闸判断能力的电容换流型直流断路器拓扑，其特征在于：引流支路由引流晶闸管V₂和泄放电阻R₂构成。当避雷器达到启动电压时，引流晶闸管阀组动作，将平波电抗旁路，可以降低避雷器耗能需求，并且泄放电阻R₂的投入可以加快故障侧的能量耗散速度。

5.根据权利要求1所述的一种适用于直流电网的具备重合闸判断能力的电容换流型直流断路器拓扑，其特征在于：故障类型判别支路由判别电阻R₃和判别开关UFD₄构成，可以通过故障类型判别支路电流的大小来区分瞬时性故障与永久性故障。

6.根据权利要求1所述的一种适用于直流电网的具备重合闸判断能力的电容换流型直流断路器拓扑，其特征在于：在线路故障清除之后，闭合引流开关V₂和判别开关UFD₄。考虑到在大型直流电网中，较大的故障电流会产生无法忽略的电磁感应现象，使得瞬时性故障时故障判别支路电流很难近似为零，因此应设定电流判别阈值以降低误判风险。当故障类型为瞬时性故障时，由于故障点已经消除，此时仅有卸能电阻支路为换流器电容C_m提供放电通路。此时故障类型判别支路电流小于判别阈值。当故障类型为永久性故障时，由于故障点仍然存在，卸能电阻支路和故障类型判别支路均可以为换流电容C_m提供放电通路，此时故障类型判别支路电流大于判别阈值。因此可以根据故障类型判别支路电流是否大于判别阈值，从而判断出故障类型，避免重合闸于永久性故障对系统造成严重危害。