[发明专利]一种具有多个接线端的组合式直流断路器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种具有多个接线端的组合式直流断路器及其控制方法，直流断路器包括n个接线端、n条通流支路、n条隔离支路、一个主开断单元和一条直流母线，n≥1；其中每个接线端既可作为进线端也可作为出线端；每条通流支路和每条隔离支路的一端分别相对应的连接，构成一个接线端；每条通流支路的另一端依次并联后与主开断单元的一端电气连接，构成直流母线；每条隔离支路的另一端依次并联后与主开断单元的另一端电气连接；主开断单元由一条换流支路和一条吸能支路并联构成。本发明能够保证一个换流站只需配置一台直流断路器，实现多条接线共用一个主开断单元，大幅降低了电网中直流断路器成本和体积，为直流组网奠定了坚实的基础。

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，尤其涉及一种具有多个接线端的组合式直流断路器及其控制方法。

背景技术

直流电网中亟需直流断路器能够快速隔离直流侧故障，从而保证正常换流站及线路的可靠工作。

目前，直流断路器是由通流支路和主开断单元并联而成。其中，通流支路由快速机械开关构成，正常电流由通流支路导通，从而保证直流断路运行在低损甚至无损耗状态。主开断单元由换流支路和吸能支路并联而成。根据主开断单元中换流支路技术方案的不同，直流断路器又分为两种。当换流支路采用全控型电力电子器件时，则称其为混合式直流断路器；当主开断单元采用高压电容时，则称其为机械式直流断路器。吸能支路是由避雷器构成，其能够吸收系统中的残余能量，并将直流断路器两端电压限制在其MOV残压水平。无论哪种直流断路器，主开断单元占断路器总成本的95％以上。

对于图1所示的典型四端工程，每个换流站需要配置4台直流断路器，总共需要配置16台直流断路器。随着直流电网，特别是直流配网的发展，电网中需配置的直流断路器台数大幅增加，而直流断路器造价昂贵，最终导致直流电网的建设成本大幅增加。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，针对直流电网中所需直流断路器台数过多，直流断路器成本过高的问题，本发明提出了一种具有多个接线端的组合式直流断路器及其控制方法，能够根据换流站出线数差异化设计组合式直流断路器的接线端，保证一个换流站只需配置一台直流断路器，实现多条接线共用一个主开断单元，大幅降低了电网中直流断路器成本和体积，为直流组网奠定了坚实的基础。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种具有多个接线端的组合式直流断路器，包括n个接线端、n条通流支路、n条隔离支路、一个主开断单元和一条直流母线，所述n≥1；其中每个接线端既可作为进线端也可作为出线端；每条通流支路和每条隔离支路的一端分别相对应的连接，构成一个接线端；每条通流支路的另一端依次并联后与所述主开断单元的一端电气连接，构成直流母线；每条隔离支路的另一端依次并联后与所述主开断单元的另一端电气连接；所述主开断单元由一条换流支路和一条吸能支路并联构成。

进一步的，所述主开断单元为采用混合式或机械式直流断路器的主开断单元。

进一步的，所述通流支路是由快速机械开关构成的低阻支路。

进一步的，所述隔离支路由快速机械开关与单个双向晶闸管模块串联而成。

进一步的，所述隔离支路为多个双向晶闸管模块串联而成。

进一步的，所述隔离支路可在μs级时间内导通，隔离支路关断时能够耐受系统电压及过电压。

进一步的，所述换流支路由全控型电力电子模块与换流设备串联构成或者由高压电容与换流设备串联构成，所述吸能支路由避雷器构成。

一种适用于具有多个接线端的组合式直流断路器的控制方法，其采用一种具有多个接线端的组合式直流断路器，包括：