[发明专利]一种直流断路器及其控制方法

说明书

本发明提供一种直流断路器及其控制方法，该直流断路器，其换流支路中的触发开关为电力电子式开关，并且，换流支路中的部分器件两端并联有限压电容支路和电压极性翻转支路；电压极性翻转支路用于在直流断路器成功实现一次电流开断之后，在相应预设之间内，控制换流支路中换流电容上的电压极性翻转；限压电容支路用于在直流断路器成功实现一次电流开断之后，在相应预设时间内，控制换流电容上的电压幅值满足再次进行电流开断的换流电容电压幅值要求；从而无需功率较大的供能设备为换流电容充电，仅需一条换流支路即可实现直流断路器的快速重合闸功能，降低直流断路器的成本。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，更具体的说，尤其涉及一种直流断路器及其控制方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，电力需求持续增长，高压直流技术作为一种提高输电容量、降低能耗的先进电力输送方式，越来越受到人们的重视。目前，我国已成功建设多个高压直流输电工程；传统的两端直流输电系统正逐步向多端直流输电系统发展，具有优越经济性和灵活性的多端柔性直流输电系统已成为了关注的焦点；而直流断路器的不成熟和缺乏是制约我国多端直流输电技术发展以及直流配电系统发展的瓶颈。

现有的机械式直流断路器的重合闸方案方案中，其在进行一次电流开断后，电容上的电压极性翻转且幅值已不满足再次进行第二次电流开断，需要加大为电容充电的供能设备的功率，以使可以在重合闸要求的时间内，通常小于300ms，将电容上的电压由第一次开断后电容上电压幅值-Ucx充到初始电压幅值Uco。或者，其采用两条并联的换流支路，每一条换流支路进行一次开断操作，每条换流支路上均至少包括电容和触发开关，每条换流支路可以共用一个电感，也可以是各自用一个电感。上述两个方案中，供能设备的功率较大，或者，至少采用两台电容、换流开关及其供能设备，这两者均会使直流断路器成本大幅增加。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种直流断路器及其控制方法，用于在实现重合闸功能的基础下，降低成本、通态损耗，控制简单。

本发明第一方面公开了一种直流断路器，其换流支路中的触发开关为电力电子式开关，并且，换流支路中的部分器件两端并联有限压电容支路和电压极性翻转支路；

所述电压极性翻转支路用于在直流断路器成功实现一次电流开断之后，在相应预设时间内，控制换流支路中换流电容上的电压极性翻转；

所述限压电容支路用于在直流断路器成功实现一次电流开断之后，在相应预设时间内，控制换流电容上的电压幅值满足再次进行电流开断的换流电容电压幅值要求。

可选的，所述限压电容支路包括：串联连接的第二避雷器、第一电阻和第三可控开关；

所述第二避雷器用于在所述换流电容的电压幅值大于自身的放电电压时，进行放电，并限制所述换流电容的电压幅值满足再次进行电流开断的换流电容电压幅值要求。

可选的，所述第三可控开关的方向为：所述换流电容第一次充电后，施加在所述限压电容支路的电压的正极指向负极的方向或相反方向；

所述第二避雷器、所述第一电阻和所述第三可控开关，在所述换流支路中的对应部分器件两端之间的串联顺序为下述各个顺序中的任意一种：所述第二避雷器、所述第一电阻和所述第三可控开关依次串联；所述第二避雷器、所述第三可控开关和所述第一电阻依次串联；所述第一电阻、所述第二避雷器和所述第三可控开关依次串联；所述第一电阻、所述第三可控开关和所述第二避雷器依次串联；所述第三可控开关、所述第一电阻和所述第二避雷器依次串联；以及，所述第三可控开关、所述第二避雷器和所述第一电阻依次串联。

可选的，所述电压极性翻转支路包括：串联连接的第二可控开关和第二电感。

可选的，所述第二可控开关的方向为：所述换流电容第一次充电后，施加在所述限压电容支路的电压的正极指向负极的方向；