[发明专利]具备自适应重合闸能力的混合式直流断路器及故障清除判别方法

权利要求书

1.一种具备自适应重合闸能力的混合式直流断路器，其特征在于：所述混合式直流断路器的拓扑结构由三条支路和三个器件构成；

所述三条支路分别为：

通流支路，包括依次串联的超快速开关UFD和IGBT反串联组成的LCS；

转移支路，包括一个IGBT开关组Q、一个超快速开关UFD₁和一个晶闸管阀组T₁，IGBT开关组Q与超快速开关UFD₁连接在同一条支路上，晶闸管阀组T₁连接在另一条支路上；

充放电支路，包括一个晶闸管阀组T₂、一个缓冲电感L₂和一个缓冲电阻R₂，晶闸管阀组T₂、缓冲电感L₂和缓冲电阻R₂三者串联布置，三者串联组合并联晶闸管阀组T₁两端；

所述三个器件分别为：

限流电抗器L_dc，一端连接在通流支路与转移支路的节点处，另一端直接与直流线路相连；

金属性氧化物避雷器MOA，并联在转移支路中的IGBT开关组Q的两端；

预充电电容C，一端连接在转移支路与充放电支路的节点处，另一端直接接地；

所述自适应重合闸能力是通过在故障隔离且线路去游离后，导通充放电支路，检测电容电流并与设定的电流阈值进行比较，进而判别故障类型，并根据判别结果进行重合闸或停电检修操作。

2.根据权利要求1所述具备自适应重合闸能力的混合式直流断路器的故障清除判别方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

t₀时刻，系统发生单极接地短路故障，故障电流流经通流支路，并且迅速上升，经一段延时，故障电流幅值达到保护装置启动值；

t₁时刻，保护装置检测到故障，立即导通转移支路的IGBT开关组Q及晶闸管阀组T₁，经一段时间，LCS内的IGBT完成电流开断，为UFD提供零电流、零电压分断条件，故障电流换流至转移支路，控制UFD启动分闸；

t₂时刻，UFD完成分闸动作的同时对转移支路内的Q施加关断信号，避雷器MOA两端电压迅速上升至启动电压，故障电流流经避雷器MOA，避雷器MOA开始泄放能量；

t₃时刻，能量泄放完毕，故障电流下降至零，控制UFD₁分闸，完成分闸动作，实现换流站与故障线路的物理隔离，由于故障点并未消失，预充电电容C继续向故障点放电；

t₄时刻，预充电电容C达到最大反向电压，故障线路上电流降为零，晶闸管阀组T₁自然关断，实现故障清除；

t₅时刻，故障隔离且故障线路完成去游离，导通晶闸管阀组T₂，检测重合闸电流并与设定的电流阈值比较进行故障类型的判别。