[发明专利]一种直流断路器及控制方法

权利要求书

1.一种直流断路器，其特征在于，包括：至少一个断路器模块，所述断路器模块包括：通流单元、耗能单元、受控振荡单元及接地单元，其中，

通流单元，其串入电力线路中；

受控振荡单元，其与所述通流单元并联连接；

耗能单元，其一端分别与所述通流单元的一端及所述受控振荡单元一端连接，另一端与所述受控振荡单元连接；

接地单元，其一端与所述受控振荡单元连接，另一端接地；

当所述电力线路未故障时，所述通流单元导通直流负荷电流，直流系统为所述受控振荡单元预充电；当所述电力线路出现故障时，通过控制所述受控振荡单元的运行状态，所述受控振荡单元产生与故障电流幅值相等、方向相反的振荡电流，使得通流单元可靠关断，最终由耗能单元消耗能量。

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：至少一个快速机械开关。

3.根据权利要求1所述的直流断路器，其特征在于，所述受控振荡单元，包括：箝位型子模块、振荡电容及振荡电感，其中，

所述箝位型子模块的一端分别与所述通流单元的一端及所述耗能单元的一端连接，所述箝位型子模块的另一端分别与所述振荡电容的一端及所述接地单元的一端连接；

所述振荡电容的另一端分别与所述振荡电感的一端及所述耗能单元的另一端连接；

所述振荡电感的另一端与通流单元的另一端连接。

4.根据权利要求3所述的直流断路器，其特征在于，所述箝位型子模块包括：第一电力电子器件、第二电力电子器件、第三电力电子器件、第四电力电子器件及直流电容，其中，

所述第一电力电子器件，其第一端分别与所述直流电容的第一端及所述第三电力电子器件的第一端连接，其第二端分别与所述通流单元的一端及所述第二电力电子器件的第一端连接；

所述第二电力电子器件，其第二端分别与所述直流电容的第二端及所述第四电力电子器件的第二端连接；

所述第三电力电子器件，其第二端分别与所述第四电力电子器件的第一端、所述接地单元的一端及所述振荡电容的一端连接。

5.根据权利要求3所述的直流断路器，其特征在于，所述接地单元包括：接地二极管、接地电容及接地电阻，其中，

接地二极管，其阳极分别与所述箝位型子模块的另一端及所述振荡电容的一端连接，其阴极依次通过接地电容、接地电阻接地。

6.根据权利要求1所述的直流断路器，其特征在于，当所述直流断路器包括多个断路器模块时，多个断路器模块串联连接。

7.一种直流断路器的控制方法，其特征在于，基于权利要求1-6任一项所述的直流断路器，所述控制方法包括：

实时监测通流单元的两端所连接的电力线路是否故障；

当通流单元的至少一端所连接的电力线路出现故障时，通过控制所述受控振荡单元的运行状态，所述受控振荡单元产生与故障电流幅值相等、方向相反的振荡电流，使得通流单元可靠关断。

8.根据权利要求7所述的直流断路器的控制方法，其特征在于，还包括：

当通流单元的两端所连接的电力线路均未出现故障时，通流单元保持导通状态，受控振荡单元保持断开状态，直流系统为受控振荡单元预充电。

9.根据权利要求7所述的直流断路器的控制方法，其特征在于，所述通过控制所述受控振荡单元的运行状态，所述受控振荡单元产生与故障电流幅值相等、方向相反的振荡电流，使得通流单元可靠关断，包括：

控制所述通流单元的快速机械开关分闸；

当所述快速机械开关达到足够耐受暂态开断电压的设计开距时，交替触发箝位型子模块对角电力电子器件，直到受控振荡单元上产生与短路电流幅值相等、方向相反的振荡电流，快速机械开关电流过零，完成熄弧开断。

10.根据权利要求7所述的直流断路器的控制方法，其特征在于，还包括：

当振荡电容的电压达到预设保护电压阈值时，耗能单元导通，消耗能量。