[发明专利]一种交直流混合型的断路器及控制方法

说明书

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种交直流混合型的断路器，包括：高速机械开关，与主回路连接，用于对主回路进行高速分断；第一二极管，第二二极管，第三二极管和第四二极管；依次串联的一第一晶闸管，一电感以及一电容；第一晶闸管用于控制电容的充放电；电容背离电感的一端为高电压，以经过高速机械开关放电并反向充电；能量吸收支路，用于在接收到的电压高于一设定值时从一第一状态转换为一第二状态以将主回路中的电流降至一安全电流值；以及上述断路器的控制方法；能够减小系统导通损耗，降低固态型断路器热设计难度，大大降低可控器件误触的可能性，提高系统可靠性，降低系统成本，加快断路器动作速度。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种交直流混合型的断路器及控制方法。

背景技术

在直流输配电系统中，当发生短路工况时，由于不存在自然过零点，其短路电流的开断相较于交流系统更加困难，如果仅利用机械开关直接拉弧分断短路电流，一方面，分断时间较长，而短路电流上升速率很快，当分断完成时短路电流已经很大，会对系统中的其他设备造成破坏；另一方面，机械开关分断过程中持续燃弧，对触头损伤大，降低机械寿命。

在分布式微网系统中，当电网侧发生故障，微网系统要能够实现并离网的快速无缝切换，传统的机械开关的分闸时间通常在10ms以上，并不能满足无缝切换需求。

在一些含有对电能质量敏感的关键负荷的场合中，当原有供电系统发生短路故障时，要求负荷能够从中快速脱离，并切换到备用供电系统，为了保证电能质量能够满足要求，整个切换过程的时间要求在5～10ms以内，而仅靠传统的机械开关无法满足双电源快速切换的需求。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种交直流混合型的断路器，与一主回路连接；包括：

高速机械开关，与所述主回路连接，用于于所述主回路短路或更换供电设备时对所述主回路进行高速分断；

一第一二极管和一第二二极管，所述第一二极管和所述第二二极管反接形成一第一节点，所述第一二极管和所述第二二极管背离所述第一节点的两端并接至所述高速机械开关上；

一第三二极管和一第四二极管，所述第三二极管和所述第四二极管对接形成一第二节点，所述第三二极管和所述第四二极管背离所述第二节点的两端并接至所述高速机械开关上；

依次串联的一第一晶闸管，一电感以及一电容；

所述第一晶闸管的导通方向朝向所述电感和所述电容，用于控制所述电容的充放电；

所述第一晶闸管背离所述电感的一端与所述第二节点连接，所述电容背离所述电感的一端为高电压且与所述第一节点连接以经过所述高速机械开关在所述第一二极管或者所述第二二极管所在的回路中放电并反向充电；

能量吸收支路，与所述高速机械开关并联，用于在接收到的电压高于一设定值时从一第一状态转换为一第二状态以将所述主回路中的电流降至一安全电流值。

上述的断路器，其中，还包括：

一第二晶闸管和一第三晶闸管，所述第二晶闸管和所述第三晶闸管对接形成一第三节点，所述第二晶闸管和所述第三晶闸管背离所述第三节点的两端并接至所述高速机械开关上，用于在所述高速机械开关断开后对所述主回路进行双向快速合闸。

上述的断路器，其中，所述能量吸收支路包括一避雷器。

上述的断路器，其中，所述能量吸收支路包括具有正温度系数的超导材料。

上述的断路器，其中，还包括：

控制模块，分别与所述第一晶闸管和所述高速机械开关的控制端连接，用于分别控制所述第一晶闸管和所述高速机械开关的通断。

上述的断路器，其中，还包括：