[发明专利]一种直流开关设备

说明书

本发明涉及一种直流开关设备，属于电开关技术领域，包括主流通支路，用于转移主流通支路中电流的第一转移支路，以及用于吸收第一转移支路中能量的第一能量吸收支路，主流通支路上设置有至少两个机械开关，其中一个机械开关并联有第二转移支路，该第二转移支路中设置有半导体功率模块。本发明的直流开关设备通过两个阶段转移主流通支路上的电流，先通过第二转移支路旁路与其并联的机械开关，实现第一阶段的电流转移，再通过第一转移支路旁路主流通支路，使主流通之路中的电流快速转移至第一转移支路，实现第二阶段的电流转移。由于主流通支路上不存在大功率电力电子器件，因此主流通支路上的输电损失较小、输电成本较低。

技术领域

本发明属于电开关技术领域，具体涉及一种直流开关设备。

背景技术

目前，混合式(电流转移式)断路器得到充分的验证，可靠性较高，但存在主回路串联大功率电力电子器件，导致输电损耗较大(损耗大概为30％)，需要水冷系统，导致输电成本较高。例如，公布号为CN109066611A的中国发明专利申请公开了一种直流断路器，包括第一支路，其上设置有机械开关和大功率电力电子器件；第二支路，其上设置有电容和机械开关；第三支路，其上设置有避雷器。由于该直流断路器的第一支路为主回路，且存在大功率电力电子器件，导致输电损失较大、输电成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种直流开关设备，用于解决现有混合式断路器的主回路存在大功率电力电子器件导致输电电损失较大、输电成本较高的问题。

基于上述目的，本发明提出一种直流开关设备的技术方案如下：

主流通支路，用于转移主流通支路中电流的第一转移支路，以及用于吸收第一转移支路中能量的第一能量吸收支路，所述主流通支路上设置有至少两个机械开关，其中一个机械开关并联有第二转移支路，该第二转移支路中设置有半导体功率模块。

上述技术方案的有益效果为：

本发明的直流开关设备通过两个阶段转移主流通支路上的电流，先通过第二转移支路旁路与其并联的机械开关，实现第一阶段的电流转移，再通过第一转移支路旁路主流通支路，使主流通之路中的电流快速转移至第一转移支路，实现第二阶段的电流转移。由于整个过程中主流通支路上不存在大功率电力电子器件、仅有机械开关，因此主流通支路上的输电损失较小、输电成本较低。

进一步，为了实现第二转移支路中半导体功率模块的通断功能，该半导体功率模块包括一个以上的全控型半导体器件。

进一步，为了实现第一转移支路的电流转移和通断功能，该第一转移支路包括串联的电容和半导体功率单元，该半导体功率单元包括一个以上的全控型半导体器件或者半控型半导体器件。作为其他实施方式，第一转移支路上设置有串联的电容和机械开关；作为其他实施方式，第一转移支路上除了设置有串联的电容、机械开关，还设置有一个以上的全控型半导体器件或者半控型半导体器件。

进一步，为了保护第二转移支路上的半导体功率模块，该半导体功率模块并联有第二能量吸收支路。

进一步，所述主流通支路中的机械开关为高速隔离开关或真空开关，起到耐电弧作用。

进一步，所述电容并联有放电支路，放电支路包括串联的电阻和接触器，使电容通过电阻放电。

附图说明

图1是本发明的开关实施例一的直流开关设备示意图；

图2是本发明的开关实施例二的直流开关设备示意图；

图3是本发明的开关实施例三的直流开关设备示意图；

图4是本发明的开关实施例四的直流开关设备示意图；

图5是本发明的开关实施例五的直流开关设备示意图；

标号说明如下：