[发明专利]一种混合直流限流断路器

摘要

一种混合直流限流断路器，由快速机械开关B、IGBT模块G、晶闸管模块T1、晶闸管模块T2、限流器FCL、电感L1、电容C1和避雷器MOV组成。快速机械开关B连接在连接点1和连接点5之间，IGBT模块G连接在连接点2和连接点5之间，快速机械开关B和IGBT模块G串联，晶闸管模块T2连接在连接点1和连接点2之间，晶闸管模块T1和限流器FCL均连接在连接点2和连接点3之间，晶闸管模块T1和限流器FCL并联；电容C1连接在连接点1和连接点4之间，电感L1连接在连接点3和连接点4之间，电容和电感串联，避雷器MOV连接在连接点1和连接点3之间。电网稳态运行时，断路器呈现低阻抗，对电网影响小；在直流输电线路出现故障时，可快速实现故障限流及故障线路的开断。

主权项

1.一种混合直流限流断路器，其特征是：所述的混合直流限流断路器包括快速机械开关B、IGBT模块G、晶闸管模块T1、晶闸管模块T2、限流器FCL、电感L1、电容C1和避雷器MOV；所述的快速机械开关B连接在连接点1和连接点5之间，IGBT模块G连接在连接点2和连接点5之间，快速机械开关B和IGBT模块G串联；晶闸管模块T2连接在连接点1和连接点2之间，晶闸管模块T1和限流器FCL均连接在连接点2和连接点3之间，晶闸管模块T1和限流器FCL并联；电容C1连接在连接点1和连接点4之间，电感L1连接在连接点3和连接点4之间，电容C1和电感L1串联；避雷器MOV连接在连接点1和连接点3之间；所述的混合直流限流断路器通过连接点1和连接点3串联接入直流母线Udc和直流输电线之间，构成直流限流断路器；所述的晶闸管模块T1和晶闸管模块T2均为两个晶闸管反向并联的组合；所述的IGBT模块G为两个带反并联二极管的IGBT反向串联的组合；所述的限流器FCL为常规电抗器或者电阻型超导限流器；所述的快速机械开关B包括至少一个快速机械开关串联组件，所述的晶闸管模块T1和晶闸管模块T2均包括至少一个晶闸管反向并联组合串联组件，所述的IGBT模块G包括至少一个IGBT反向串联组合串联组件；在直流输电线路正常稳态运行时，快速机械开关B和IGBT模块G均处于导通状态，晶闸管模块T2和晶闸管模块T1均处于关断状态；当直流输电线路发生短路故障时，限流器FCL迅速对短路电流进行限制；当检测到短路电流超过限定值时，对晶闸管模块T2施加导通信号、对快速机械开关B和IGBT模块G施加关断信号，待短路电流全部转移至晶闸管模块T2，快速机械开关B实现零电压零电流关断；此时对晶闸管模块T1施加开通信号，已充满电的电容C1和电感L1产生大的谐振电流注入晶闸管模块T2和晶闸管模块T1，使晶闸管模块T2和晶闸管模块T1均在电流震荡过零时关断，线路剩余能量通过避雷器MOV泄放至零，故障分断彻底完成；直流输电线路发生短路故障时，IGBT模块G的关断与晶闸管模块T2的开通使得短路电流快速转移，实现快速机械开关B的无弧快速分断；直流输电线路发生短路故障时，短路电流发生转移的同时，限流器FCL两端电压促使短路电流对电容C1的充电，实现电容C1和电感L1产生的谐振电流注入晶闸管模块T2和晶闸管模块T1，完成短路电流的开断。