[发明专利]一种基于快速开关的直流限流器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种基于快速开关的直流限流器及其控制方法，其中直流限流器包括：若干个机械开关、若干个可控型开关模块、阻性器件和控制模块、第一开关和第二开关；若干个机械开关依次串联连接；可控型开关模块与一个或多个相邻的机械开关并联连接；阻性器件的两端分别通过第一开关和第二开关与若干个机械开关并联连接；控制模块分别与机械开关、可控型开关模块、第一开关和第二开关连接，通过控制机械开关、可控型开关模块、第一开关和第二开关的关合或断开来实现直流限流器的电流幅值的调节。通过将阻性器件与若干个机械开关并联连接，使得当故障电流超过设定的阈值后，阻性器件接入输配电线路，降低故障电流幅值，配合直流断路器快速完成开断。

技术领域

本发明涉及电力设备控制领域，特别涉及一种基于快速开关的直流限流器及其控制方法。

背景技术

根据我国的能源需求的分布现状，为实现电力传输结构的优化配置，建设直流输电系统已经成为重要的研究方向，尤其直流故障电流的快速开断问题亟待解决。

虽然直流断路器是有效开断故障电流的设备，但随着输电容量的不断攀升，故障电流的水平也随之提高并对系统中已有的直流断路器提出更高要求。考虑到限流器具有“正常时低阻态、故障时高阻态”的特点，如果先用其将故障电流限制，直流断路器就可以在现有水平上可靠的完成开断任务。目前，直流领域的相关专利主要是直流超导限流器，该限流器利用超导材料的特点完成限流功能，但失超后会存在恢复时间较长、发热、绝缘水平降低和过电压的问题。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种基于快速开关的直流限流器及其控制方法，通过将阻性器件与若干个机械开关并联连接，使得当故障电流超过设定的阈值后，阻性器件接入输配电线路，降低故障电流幅值，配合直流断路器快速完成开断，具备经济性好、通用度高和限制故障电流速度快等优点。

为解决上述技术问题，本发明实施例的第一方面提供了一种基于快速开关的直流限流器，包括：若干个机械开关、若干个可控型开关模块、阻性器件和控制模块、第一开关和第二开关；

所述若干个机械开关依次串联连接，所述机械开关的个数为n，且n≥1；

所述可控型开关模块与一个或多个相邻的所述机械开关并联连接，所述可控型开关模块的个数为m，与所述可控型开关模块并联连接的所述机械开关的个数为k，且n≥k≥m≥1；

所述阻性器件的两端分别通过所述第一开关和所述第二开关与所述若干个机械开关并联连接；

所述控制模块分别与所述机械开关、所述可控型开关模块、所述第一开关和所述第二开关连接，通过控制所述机械开关、所述可控型开关模块、所述第一开关和所述第二开关的关合或断开来实现直流限流器的电流幅值的调节。

进一步地，所述基于快速开关的直流限流器还包括：

第一电容，所述第一电容与所述阻性器件并联连接。

进一步地，所述机械开关为真空开关或高速隔离开关。

进一步地，所述可控型开关模块为可控电子元器件或若干个电力二极管的串和/或并联组合；

所述可控电子元器件为具有单向或双向载流开断能力的单个、多个或混合电子元器件。

进一步地，所述阻性器件为电阻、ZnO避雷器和/或电感。

相应地，本发明实施例的第二方面提供了一种基于快速开关的直流限流器控制方法，用于控制如上述任一基于快速开关的直流限流器，所述直流限流器从合闸状态到限流状态包括如下步骤：

控制模块接收到限流操作指令；

所述控制模块向若干个可控型开关模块发送导通信号，使所述可控型开关模块处于预导通状态；

所述控制模块控制若干个机械开关开始执行分闸操作；