[发明专利]分断电流的装置、分断电流的模块和控制方法

说明书

本申请提出一种分断电流的装置、分断电流的模块和控制方法，所述分断电流的装置包括通流支路、转移支路、振荡支路和耗能支路，其中，所述通流支路与所述转移支路及所述振荡支路相互并联连接；所述通流支路由机械开关与通流单元串联构成；所述转移支路由双向导通晶闸管单元和有源电力电子单元串联构成；所述振荡支路由振荡电容器、阻尼抑振单元和振荡电感串联构成；所述耗能支路与所述振荡电容器并联连接，或与串联连接的所述振荡电容器和所述阻尼抑振单元并联连接，或与串联连接的所述振荡电容器和所述振荡电感并联连接，或与所述通流支路并联连接。根据本申请的实施例，具有机械开关分断可靠、小电流分断时间短、冗余度高和设备经济性好等优点。

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，具体而言，涉及一种分断电流的装置、分断电流的模块和控制方法。

背景技术

在直流应用场合中，由于直流输配电系统故障电流增长快，可靠的故障快速隔离和恢复是保证其安全稳定运行的关键。现有的直流断路器包括机械式直流断路器、混合式直流断路器和全固态式直流断路器等。其中，机械式直流断路器又可分为无源振荡技术和有源振荡技术，由于机械式直流断路器使用了电容器，因此，机械式直流断路器的存在设备体积很大，且在分断小电流工况时需要很长时间、机械开关过零重燃风险大，在分断过程易与直流系统发生振荡，对系统及其他设备正常安全运行带来隐患。混合式直流断路器结合了机械开关及电力电子技术，通过电力电子器件实现电流可控分断，具备无弧、快速重合闸等特点，系统适用性好，但分断电流技术性能与设备经济性能均受限于全控型电力电子器件，不利于其在高压直流输电系统的大规模推广应用。由于全固态式直流断路器的通流损耗较大，一般不选择全固态式直流断路器用于故障隔离和恢复。

本发明人发现，在交流应用场合中，常规的交流断路器仅能在电流过零点自然熄灭完成电流分断，而较大的首半波故障电流峰值对某些敏感或重要设备产生将不利影响，迫切需要能够提前快速分断电流的交流断路器。

发明内容

本申请提供了一种分断电流的装置、分断电流的模块和控制方法，用于解决现有技术中直流断路器存在机械开关重燃风险大、小电流分断时间长、与系统振荡显著和设备成本高昂等问题，以及交流断路器分断时首半波高幅值故障电流对敏感或重要设备的影响等问题。

根据本申请的一方面，提出一种分断电流的装置，所述分断电流的装置包括通流支路、转移支路、振荡支路和耗能支路，其中，所述通流支路与所述转移支路及所述振荡支路相互并联连接；所述通流支路由机械开关与通流单元串联构成；所述转移支路由双向导通晶闸管单元和有源电力电子单元串联构成；

所述振荡支路由振荡电容器、阻尼抑振单元和振荡电感串联构成；所述耗能支路与所述振荡电容器并联连接，或与串联连接的所述振荡电容器和所述阻尼抑振单元并联连接，或与串联连接的所述振荡电容器和所述振荡电感并联连接，或与所述通流支路并联连接。

根据一些实施例，所述有源电力电子单元由至少一个具有旁路功能的有源电力电子模块串联构成，其中，所述具有旁路功能的有源电力电子模块包括电子电力开关，有源电力电子模块旁路开关和电压源，其中，所述电力电子开关包括第一电力电子开关和第二电力电子开关，所述有源电力电子模块旁路开关包括第一旁路开关，所述电压源包括第一电压源，所述第一电力电子开关的正极与所述第一电压源的正极连接，所述第一电力电子开关的负极与所述第二电力电子开关的正极连接后引出外接线，所述第二电力电子开关的负极与第一电压源的负极连接后引出外接线，所述第一旁路开关并联连接于两个引出外接线之间；或