[发明专利]基于半控型电力电子器件的直流断路器

摘要

一种基于半控型电力电子器件的直流断路器，由初始电流通路（4）和故障电流阻断通路（8）组成；初始电流通路（4）的第一引出端子与故障电流阻断通路（8）的第一引出端子（14）连接后与直流输电线路的一端连接，初始电流通路（4）的第二引出端子与故障电流阻断通路（8）的第二引出端子（15）连接后与直流输电线路另一端连接。初始电流通路（4）由机械开关模块和电力电子模块组成。故障电流阻断通路（8）由多个电容模块，多个半控型器件模块和二极管模块组成。

主权项

一种基于半控型电力电子器件的直流断路器，其特征在于：所述的直流断路器由初始电流通路(4)和故障电流阻断通路(8)组成；初始电流通路(4)的第一引出端子与故障电流阻断通路(8)的第一引出端子(14)连接后与直流输电线路的一端连接，初始电流通路(4)的第二引出端子与故障电流阻断通路(8)的第二引出端子(15)连接后与直流输电线路另一端连接；所述的初始电流通路(4)包括电力电子开关模块(17)和机械开关模块(16)，电力电子开关模块(17)的一端与机械开关模块(16)的一端连接，电力电子开关模块(17)的另一端作为初始电流通路(4)的第二引出端子，机械开关模块(16)的另一端作为初始电流通路(4)的第一引出端子，电力电子开关模块(17)由至少一个的半控型器件串联组成，机械开关模块(16)由至少一个的机械开关串联组成；所述的故障电流阻断通路(8)由第一半控型器件模块(5)，第二半控型器件模块(6)，第三半控型器件模块(7)，第一电容模块(1)，第二电容模块(2)，以及二极管模块(3)组成；第一半控型器件模块(5)的阴极与第一电容模块(1)的一端连接，作为故障电流阻断通路(8)的第二引出端子；第一电容模块(1)的另一端与二极管模块(3)的阴极连接后与第二电容模块(2)的一端(10)连接；第二电容模块(2)的另一端与第三半控型器件模块(7)的阴极连接；第三半控型器件模块(7)的阳极与第二半控型器件模块(6)的阳极连接作为故障电流阻断通路(8)的第一引出端子(14)，第一半控型器件模块(5)的阳极与二极管模块(3)的阳极连接后与第二半控型器件模块(6)的阴极连接；在直流输电线路正常运行时，初始电流通路(4)的机械开关模块(16)为闭合状态，初始电流通路(4)的电力电子开关模块(17)为导通状态；当检测到线路短路故障以后，第一半控型器件模块(5)，第二半控型器件模块(6)收到触发信号，第一电容模块(1)放电，故障电流由初始电流通路(4)切换至故障电流阻断通路(8)，流经第二半控型器件模块(6)，二极管模块(3)和第一电容模块(1)；初始电流通路(4)的电流迅速降为零，电力电子开关模块(17)自然关断，机械开关模块(16)开始开断；当第一电容模块(1)放电结束进入反向充电过程时，第一半控型器件模块(5)导通，故障电流此时流经第二半控型器件模块(6)和第一半导体型器件模块(5)；延时至机械开关模块(16)的触头开断一定距离之后，触发第三半控型器件模块(7)，第二电容模块(2)放电，第二半控型器件模块(6)自然关断；故障电流流经第三半控型器件模块(7)，第二电容模块(2)和第一电容模块(1)，此时故障电流流经路径中，第一电容模块(2)与第一电容模块(2)呈串联状态，容值变小，电压上升速度加快，迅速阻断故障电流。