[发明专利]一种零电压直流断路器及投入分断方法

摘要

公开了一种零电压直流断路器及投入分断方法，零电压直流断路器包括主电流回路、电流转移支路、过电压限制支路、合闸辅助支路、隔离开关V1、在线监测系统、控制系统、出线端A1和A2，当在线监测系统监测到直流系统状态异常或所述控制系统发出分闸指令时，控制系统向快速机械开关S1发出分闸动作指令，快速机械开关S1开始动作，由于快速机械开关S1的响应特性使得快速机械开关S1仍处于闭合状态，然后依照在线监测系统返回的信息，根据正常分闸或是短路分闸需求，半控型功率半导体器件T1或是半控型功率半导体器件T2导通，强迫电流向电流转移支路转移，随着电流转移支路电压增加，过电压限制支路导通完成直流开断。

主权项

1.一种零电压直流断路器，所述断路器包括主电流回路、电流转移支路、过电压限制支路、合闸辅助支路、隔离开关V1、在线监测系统、控制系统、出线端A1和A2，并且主电流回路、合闸辅助支路、电流转移支路以及过电压限制支路并联，系统电流从出线端A1流入，从出线端A2流出，其特征在于：所述主电流回路设有快速机械开关S1，其中，所述快速机械开关S1断口一端和二极管D2正极相连，另一端和出线端A1相连，二极管D2负极和出线端A2相连，快速机械开关S1两端并联二极管D1；所述电流转移支路中，半控型功率半导体器件T1正极和电感相对较大的电感L1相连，负极和隔离开关V1相连；半控型功率半导体器件T2正极和电感相对较小的电感L2相连，负极和隔离开关V1相连；两个电感的另一端和转移电容C的正极相连，电容C的负极和出线端A1相连，功率半导体器件T1和T2均为单向导通的功率半导体器件；所述隔离开关V1一端与出线端A2相连，另一端与电流转移支路的半控型功率半导体器件T1和T2的公共端相连；所述合闸辅助支路包括可关断半控型功率半导体组件，其并联在快速机械开关S1两端，其中正极接在出线端A1上，负极接在机械开关S1另一侧；所述过电压限制支路并联在主电流回路两端，一端口与出线端A1相连，另一端与隔离开关V1和半控型功率半导体的公共端相连；在线监测系统包括用于测量系统电流状态的电流传感器D0、用于测量主电流回路电流状态的电流传感器D1、用于测量大电感转移支路电流状态的电流传感器D2、用于测量小电感转移支路电流状态的电流传感器D3、用于测量过电压限制电路的电流状态电流传感器、用于测量快速机械开关S1的断口电压的电压传感器Vhss、用于测量转移电容两端电压状态的电压传感器Vc、用于测量快速机械开关的运动状态的位移传感器Pd、用于测量断路器环境温度传感器D4、信号调理电路、A/D转换模块和第一通信模块；所述控制系统包括用于计算主电流回路电流变化率的计算模块、电流滤波处理模块、实时显示断路器状态及计算结果的人机交互模块和第二通信模块，正常工作状态下，系统电流从所述主电流回路流过，电容上有一定的预充电压，电流转移支路的所有的半控型功率半导体器件均未被触发，电流转移支路没有电流，过电压限制电路导通阈值比系统电压低，过电压限制电路没有电流流过；当在线监测系统监测到直流系统状态异常或所述控制系统发出分闸指令时，控制系统向快速机械开关S1发出分闸动作指令，快速机械开关S1开始动作，由于快速机械开关S1的响应特性使得快速机械开关S1仍处于闭合状态，然后依照在线监测系统返回的信息，根据正常分闸或是短路分闸需求，半控型功率半导体器件T1或是半控型功率半导体器件T2导通，强迫电流向电流转移支路转移，随着电流转移支路电压增加，过电压限制支路导通完成直流开断。