[发明专利]一种直流断路器及其应用方法

权利要求书

1.一种直流断路器，其特征在于，包括：多个通流单元、多个第一桥臂开关单元、限流单元、开断单元、能量吸收单元及多个第二桥臂开关单元以及阻断单元，

所述多个通流单元分别设置在多条直流线路上；多个第一桥臂开关单元的输入端分别与多条直流线路一一对应连接，输出端与所述限流单元的输入端连接，所述限流单元的输出端分别和所述开断单元的输入端及能量吸收单元的输入端连接，所述开断单元的输出端及能量吸收单元的输出端连接所述阻断单元的第一端，多个第二桥臂开关单元的输入端分别与多条直流线路一一对应连接，输出端连接所述阻断单元的第一端，所述阻断单元的第二端与直流线路的直流母线连接；

所述通流单元用于导通系统负荷电流；所述第一桥臂开关单元和第二桥臂开关单元用于隔离故障线路和保护健全线路的正常运行；所述限流单元用于限制系统故障电流；所述开断单元用于分断系统故障电流；所述能量吸收单元用于抑制分断过电压和吸收系统故障电流；所述阻断单元用于隔离系统母线与直流断路器中其他单元。

2.根据权利要求1所述的直流断路器，其特征在于，所述通流单元包括：串联连接的机械开关单元和电力电子开关单元。

3.根据权利要求1所述的直流断路器，其特征在于，所述第一桥臂开关单元包括：串联连接的二极管和机械开关；和/或，所述第二桥臂开关单元包括：串联连接的二极管和机械开关。

4.根据权利要求1所述的直流断路器，其特征在于，所述限流单元包括：容性限流模块或感性限流模块。

5.根据权利要求1所述的直流断路器，其特征在于，所述开断单元包括：多个开断模块，每个开断模块包括：串联连接的晶闸管和IGBT器件。

6.根据权利要求1所述的直流断路器，其特征在于，所述能量吸收单元包括：非线性电阻或避雷器。

7.根据权利要求1所述的直流断路器，其特征在于，所述阻断单元包括：串联连接的二极管和机械开关。

8.一种直流断路器的应用方法，其特征在于，应用于如权利要求1-7任一项所述的直流断路器，包括：

当监测到所述直流断路器发生线路故障时，控制发生故障的直流线路中的通流单元闭锁，并触发开断单元、断开阻断单元，故障电流通过未发生故障的直流线路、连接未发生故障直流线路的第一桥臂开关单元转移至限流单元和开关单元；

当通流单元中的机械开关达到足够开距耐受暂态分断电压后，闭锁开断单元，故障电流转移至能量吸收单元中，故障电流被能量吸收单元消耗。

9.根据权利要求8所述的直流断路器的应用方法，其特征在于，还包括：

当接收到重合闸命令时，触发开断单元，若故障仍存在，闭锁开断单元，退出发生故障的直流线路；

若故障已清除，则触发发生故障的直流线路中通流单元电力电子开关单元，并闭合快速机械开关，闭锁开断单元，恢复稳态运行状态。

10.根据权利要求8所述的直流断路器的应用方法，其特征在于，还包括：

当监测到直流母线侧的换流站发生接地故障时，闭锁所有直流线路中的通流单元，触发开断单元，故障电流通过多个第一桥臂开关单元转移至限流单元和开断单元；

当通流单元中的机械开关达到足够开距耐受暂态分断电压后，闭锁开断单元，故障电流转移至能量吸收单元中，故障电流被能量吸收单元消耗。