[发明专利]一种混合式多端口直流断路器及控制方法

权利要求书

1.一种混合式多端口直流断路器，所述断路器包括N个端口，其中，N≥3；

每两个相邻端口之间通过开关支路连接；

N条开关支路包括X条单倍开关支路和Y条二倍开关支路，其中，

每条二倍开关支路的中点均通过转移耗能模块与断路器的中性点相连；

每两条相邻单倍开关支路之间共用的端口，均通过转移耗能模块与所述中性点相连。

2.根据权利要求1所述的一种混合式多端口直流断路器，其中，N个端口包括A个甲类端口和B个乙类端口，其中，

每个甲类端口均连接两条单倍开关支路，每个乙类端口均连接一条单倍开关支路和一条二倍开关支路。

3.根据权利要求2所述的一种混合式多端口直流断路器，其中，当N为奇数时，单倍开关支路的数量X、二倍开关支路的数量Y、甲类端口的数量A以及乙类端口的数量B分别通过如下公式确定：

X=(N+1)/2；

Y=(N-1)/2；

A=1；

B=N-1。

4.根据权利要求2所述的一种混合式多端口直流断路器，其中，当N为偶数时，单倍开关支路的数量X、二倍开关支路的数量Y、甲类端口的数量A以及乙类端口的数量B分别通过如下公式确定：

X=N/2；

Y=N/2；

A=0；

B=N。

5.根据权利要求3或4所述的一种混合式多端口直流断路器，其中，所述单倍开关支路包括至少一组机械开关；所述二倍开关支路包括至少两组机械开关；其中，

每组所述机械开关均包括一个或多个机械开关，所述二倍开关支路中的机械开关的数量是单倍开关支路的两倍。

6.根据权利要求3或4所述的一种混合式多端口直流断路器，其中，

所述二倍开关支路的额定电压是单倍开关支路的两倍。

7.根据权利要求3所述的一种混合式多端口直流断路器，其中，所述单倍开关支路还包括与单倍开关支路上的机械开关串联的第一强迫换流组件；

所述二倍开关支路还包括与二倍开关支路上的机械开关串联的第二强迫换流组件。

8.根据权利要求1所述的一种混合式多端口直流断路器，其中，所述转移耗能模块包括并联的转移支路和耗能支路。

9.根据权利要求8所述的一种混合式多端口直流断路器，其中，每个转移支路均包括双向固态开关模块。

10.根据权利要求9所述的一种混合式多端口直流断路器，其中，每个转移支路还均包括与双向固态开关模块串联的第三强迫换流组件。

11.根据权利要求9所述的一种混合式多端口直流断路器，其中，所述双向固态开关模块采用反串联结构、全桥结构或二极管桥结构。

12.根据权利要求8-11任一项所述的一种混合式多端口直流断路器，其中，所述耗能支路包括金属氧化物压敏电阻MOV。

13.一种混合式多端口直流断路器的控制方法，所述断路器采用如权利要求1-12任一项所述的断路器，所述控制方法包括：

在N个端口中的其中一个端口出现短路故障时，向与其中一个端口相连的单倍开关支路以及相邻的另一单倍开关支路或二倍开关支路的机械开关发送分闸指令，并导通所有转移耗能模块中转移支路的双向固态开关模块；

经过一定时间后，通过强迫换流组件或机械开关的断口弧压，驱动故障电流从机械开关转移至各个转移支路上；

待机械开关的触头间隙能够承受转移支路的瞬态恢复电压后，关断转移支路中双向固态开关模块，将故障电流从转移支路转移至对应的各个转移耗能模块的耗能支路上。

14.根据权利要求13所述的一种混合式多端口直流断路器的控制方法，其中，N个端口包括A个甲类端口和B个乙类端口，其中，

每个甲类端口均连接两条单倍开关支路，每个乙类端口均连接一条单倍开关支路和一条二倍开关支路。