[发明专利]一种直流断路器用支路组件、直流断路器

说明书

本发明涉及一种直流断路器用支路组件、直流断路器，该支路组件包括开关子模块，开关子模块包括并联连接的至少两个开关功率模块，开关功率模块包括H桥模块，H桥模块包括并联的第一、二桥臂，第一、二桥臂均由两个不控器件阀组同向串联而成；第一桥臂的两个不控器件阀组的串联点为开关功率模块的输入/输出端，第二桥臂的两个不控器件阀组的串联点为开关功率模块的输出/输入端；开关功率模块还包括电容阀组以及同向并联连接的两个全控器件阀组，电容阀组、全控器件阀组与第一桥臂、第二桥臂并联。本发明通过将两个开关功率模块并联，并在每个开关功率模块中设置两个并联连接的全控器件阀组，有效提高了直流断路器用支路组件的电流分断能力。

技术领域

本发明涉及一种直流断路器用支路组件、直流断路器，属于高压直流断路器技术领域。

背景技术

目前，直流断路器的技术方案主要有三种类型，分别是基于常规开关的传统机械式直流断路器、基于纯电力电子器件的固态直流断路器以及基于二者结合的混合式直流断路器。随着可控功率器件制造工艺技术水平的不断提升，混合式直流断路器得到快速发展。

其中，混合式直流断路器大量采用的拓扑结构为：并联连接的通流主支路和转移支路。通流主支路由一组辅助换流模块和机械开关串联而成，转移支路由大量转移模块串联而成。所谓辅助换流模块和转移模块均为开关管或者特定开关管构成的如H桥、半桥结构。公布号为CN106786349A的中国专利文件公开了一种辅助换流模块，该辅助换流模块为H桥模块，具有并联的第一桥臂、第二桥臂和全控器件支路，第一桥臂由两个不控器件阀组同向串联而成，第二桥臂由另外两个不控器件阀组同向串联而成。与传统H桥结构的换流模块相比，该辅助换流模块减少了全控器件的数量，降低了高压直流断路器的制造成本，同时确保了高压直流断路器的电流双向切断能力。

但是，由于全控器件分断电流有限，上述的辅助换流模块存在分断电流较小的问题。另外，在实际工程应用中，针对每一种直流断路器拓扑结构，需要设计专门的设备结构布局。对于上述的辅助换流模块结构以及简单变形或者扩展的结构，现有的设备结构布局不再适用，因此需要设计出合适的设备结构布局，以推动其实际工程应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种直流断路器用支路组件、直流断路器，用于解决直流断路器中换流模块的电流分断能力差的问题，进一步的解决针对特定的直流断路器换流模块拓扑结构，现有的设备结构布局不再适用的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种直流断路器用支路组件，包括以下方案：

组件方案一：包括一个或者串联连接的至少两个开关子模块，所述开关子模块包括并联连接的至少两个开关功率模块，所述开关功率模块包括H桥模块，所述H桥模块包括并联的第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂、第二桥臂均由两个不控器件阀组同向串联而成；所述第一桥臂的两个不控器件阀组的串联点为所述开关功率模块的输入/输出端，所述第二桥臂的两个不控器件阀组的串联点为所述开关功率模块的输出/输入端；所述开关功率模块还包括电容阀组以及同向并联连接的两个全控器件阀组，所述电容阀组、全控器件阀组与所述第一桥臂、第二桥臂并联。

组件方案二：在组件方案一的基础上，所述电容阀组中串设有电容以及用于在电容充电时导通、在电容放电时截止的防反二极管，所述电容的两端并联有放电电阻。

组件方案三、四：分别在组件方案一、二的基础上，所述不控器件阀组由一个或者至少两个同向串联的二极管构成。

组件方案五、六：分别在组件方案一、二的基础上，所述全控器件阀组由一个或者至少两个同向串联的全控器件构成。

组件方案七、八：分别在组件方案一、二的基础上，对应各所述开关功率模块还对应并联设置有旁路开关。