[实用新型]一种基于电容换流的混合式直流断路器

权利要求书

1.一种基于电容换流的混合式直流断路器，其特征在于，包括：超快速机械开关单元(1)、辅助半导体开关单元(2)、电容换流单元(3)和吸能单元(4)；

所述超快速机械开关单元(1)与所述辅助半导体开关单元(2)串联连接，所述电容换流单元(3)与串联连接的超快速机械开关单元(1)和所述辅助半导体开关单元(2)并联连接，所述吸能单元(4)与所述电容换流单元(3)并联连接；

所述电容换流单元(3)用于在系统发生短路故障时为所述超快速机械开关单元(1)和所述辅助半导体开关单元(2)提供低压支路保证其正常开断，并利用自关断功能切断故障电流；

所述吸能单元(4)用于在开断故障后吸收故障电流被切断后电力系统中感性元件存储的能量。

2.如权利要求1所述的混合式直流断路器，其特征在于，所述电容换流单元(3)包括：第一晶闸管T1、第二晶闸管T2、第三晶闸管T3、第四晶闸管T4、预充电电容C、换流电感L、第一避雷器MOV1和第一机械开关S；

所述第一晶闸管T1和所述第四晶闸管T4串联连接，所述第二晶闸管T2和所述第三晶闸管T3串联连接，所述第一避雷器MOV1和所述第一机械开关S串联连接在所述第一晶闸管T1与所述第四晶闸管T4的串联连接端与所述第二晶闸管T2与所述第三晶闸管T3的串联连接端之间；所述预充电电容C和所述换流电感L串联连接在所述第一晶闸管T1与所述第四晶闸管T4的串联连接端与所述第二晶闸管T2与所述第三晶闸管T3的串联连接端之间；

所述第一晶闸管T1的非串联端与所述第二晶闸管T2的非串联端共同作为所述电容换流单元(3)的一端；所述第三晶闸管T3的非串联端与所述第四晶闸管T4的非串联端共同作为所述电容换流单元(3)的另一端。

3.如权利要求2所述的混合式直流断路器，其特征在于，当发生短路故障时，触发第二晶闸管T2和第三晶闸管T3导通，并关断所述辅助半导体开关单元(2)，向所述超快速机械开关单元(1)发出分闸指令；

当所述超快速机械开关单元(1)达到设定的开距时，控制第一晶闸管T1导通，流向第二晶闸管T2的电流将向第一晶闸管T1转移，当第二晶闸管T2的电流过零时自动关断，电源侧继续向预充电电容充电，预充电电容电压极性反转，流向第一晶闸管T1和第二晶闸管T3的电流逐渐减小，当预充电电容电压达到设定值时，流过第一晶闸管T1和第二晶闸管T3的电流归零，第一晶闸管T1和第二晶闸管T3自动关断，避雷器MOV动作吸收系统感性元件储能并限制过电压，导通避雷器MOV1的控制第一机械开关S，吸收预充电电容C储能并将预充电电容电压限制到指定值，为下一次重合闸做准备。

4.如权利要求2或3所述的混合式直流断路器，其特征在于，当发生短路故障时触发第二晶闸管T2和第三晶闸管T3在故障后1ms内导通。

5.如权利要求2所述的混合式直流断路器，其特征在于，所述电容换流单元(3)还包括：第一反向晶闸管T11、第二反向晶闸管T22、第三反向晶闸管T33、第四反向晶闸管T44，所述第一反向晶闸管T11与所述第一晶闸管T1并联连接，所述第二反向晶闸管T22与所述第二晶闸管T2并联连接，所述第三反向晶闸管T33与所述第三晶闸管T3并联连接，所述第四反向晶闸管T44所述第四晶闸管T4并联连接。