[发明专利]基于三绕组耦合电抗器的混合式直流断路器及控制方法

权利要求书

1.基于三绕组耦合电抗器的混合式直流断路器，所述混合式直流断路器包括换流激励电路、转移支路、能量吸收支路和主通流支路；

所述换流激励电路包括第一电感L₁；

所述转移支路包括第三电感L₃、一个或多个双向固态开关模块；

所述能量吸收支路包括金属氧化物压敏电阻MOV；

所述主通流支路包括第二电感L₂；

其中，输入端IN连接所述第一电感L₁的同名端；第一电感L₁的异名端连接第三电感L₃的异名端，第三电感L₃的同名端连接一个或多个串联的双向固态开关模块，一个或多个串联的双向固态开关模块连接输出端OUT；第三电感L₃的同名端连接金属氧化物压敏电阻MOV，金属氧化物压敏电阻MOV连接输出端OUT；第一电感L₁的异名端连接第二电感L₂的同名端，第二电感L₂的异名端连接快速机械开关，快速机械开关连接输出端OUT。

2.根据权利要求1所述的混合式直流断路器，所述主通流支路还包括快速机械开关。

3.根据权利要求1所述的混合式直流断路器，

输入端IN连接所述换流激励电路的第一电感L₁；

第一电感L₁连接第三电感L₃，第三电感L₃连接一个或多个双向固态开关模块，一个或多个双向固态开关模块连接输出端OUT；

第三电感L₃连接金属氧化物压敏电阻MOV，金属氧化物压敏电阻MOV连接输出端OUT；

第一电感L₁连接第二电感L₂，第二电感L₂连接快速机械开关，快速机械开关连接输出端OUT。

4.根据权利要求1所述的混合式直流断路器，三绕组耦合电抗器由相互耦合的电感L₁、L₂及L₃组成。

5.根据权利要求1所述的混合式直流断路器，所述混合式直流断路器的导磁材料采用空气及磁芯中的任意一种。

6.根据权利要求2所述的混合式直流断路器，所述快速机械开关采用真空快速机械开关、气体快速机械开关及真空快速机械开关与气体快速机械开关的串并联中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的混合式直流断路器，所述双向固态开关模块的器件采用绝缘栅双极型晶体管、集成门极换流晶闸管及栅极注入增强晶体管中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的混合式直流断路器，双向拓扑结构采用反串联结构、全桥结构及二极管桥结构中的任意一种。

9.基于权利要求1-8任一所述的混合式直流断路器的控制方法，

系统正常工作时，双向固态开关模块打开且快速机械开关闭合；

系统发生故障后，经过一段时间，双向固态开关模块闭合；

主通流支路电流I_MS完全转移至转移支路电流I_SS时，快速机械开关打开；

经过一段时间，快速机械开关触头达到安全间隙，双向固态开关模块打开。

10.根据权利要求9所述的控制方法，

金属氧化物压敏电阻MOV吸收故障能量后，经过一段时间，双向固态开关模块闭合。

11.根据权利要求9所述的控制方法，

转移支路电流I_SS低于过流保护值，则快速机械开关闭合，待电流完全转移至主通流支路电流I_MS后，双向固态开关模块打开；

转移支路电流I_SS大于过流保护值，则双向固态开关模块打开，转移支路电流I_SS转移至能量吸收支路，金属氧化物压敏电阻MOV吸收故障能量。