[发明专利]一种直流断路器及控制方法

说明书

本发明提供的一种直流断路器及控制方法，该直流断路器包括：至少一个断路器模块，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，其与通流单元并联连接；耗能单元，其一端分别与通流单元的一端及受控振荡单元一端连接，另一端与受控振荡单元连接；接地单元，其一端与受控振荡单元连接，另一端接地。通过实施本发明，满足了大规模直流电网建设对直流断路器技术性与经济性双重要求。

技术领域

本发明涉及电力电子领域，具体涉及一种直流断路器及控制方法。

背景技术

高压直流断路器是多端及直流电网构建的核心设备之一，其技术经济性直接影响了直流电网应用的灵活性与广泛性。目前，高压直流断路器主流技术路线主要有两种：一种为混合式直流断路器，正常运行由机械开关通流，故障时利用辅助换流支路等将电流转移至并联连接的电力电子器件支路中，然后由电力电子器件分断电流，该类型断路器通态损耗低，分断速度快，但是需要使用大量的全控器件串并联，成本较高。另一种是机械式直流断路器，通过预充电电容反向注入电流实现机械开关熄弧，最终完成直流开断，所需要电容容量大、电压高，且面临高压触发开关的经济性和可靠性设计问题。然而现有技术方案要么采用混合式直流断路器，要么采用机械式直流断路器，难以同时满足大规模直流电网建设对直流断路器技术性与经济性双重要求，这就限制了高压直流断路器在多端及直流电网中规模化应用。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中直流断路器难以满足技术性与经济性双重要求的缺陷，从而提供一种直流断路器及控制方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种直流断路器，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。

优选地，所述通流单元包括：至少一个快速机械开关。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，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。