[发明专利]一种基于无源耦合振荡的混合式直流断路器及其控制方法

说明书

本发明提供一种基于无源耦合振荡的混合式直流断路器及其控制方法，所述混合式直流断路器包括：在输入端和输出端并联的主通流支路、转移支路、第一能量吸收支路，其中，所述主通流支路包括快速机械开关，所述快速机械开关连接至耦合电抗器。本发明的混合式直流断路器的换流基于耦合振荡，换流速度与有源强迫换流相当，高于自然换流。且本发明的混合式直流断路器对于故障电流越大的场合，换流越为可靠而快速，在船舰直流系统、数据中心直流供电系统等不宜布置大型限流电抗器的场合有突出的效果。

技术领域

本发明属于直流断路器领域，特别涉及一种基于无源耦合振荡的混合式直流断路器及其控制方法。

背景技术

现有的柔性直流电网因其系统主接线结构、运行方式更加复杂多样，进而导致直流系统故障方式多、故障发展快、影响范围广。因此，迫切需要柔性直流电网的故障隔离技术，以保障柔性直流电网的安全可靠运行。直流断路器是直流输配电系统中实现直流故障隔离最为理想的选择。当前混合式直流断路器在故障电流上升率高、故障电流大时，存在电流从主通流支路转移到转移支路较为困难的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种基于无源耦合振荡的混合式直流断路器及其控制方法。

本发明的基于无源耦合振荡的混合式直流断路器，包括：在输入端和输出端并联的主通流支路、转移支路、第一能量吸收支路，

其中，

所述主通流支路包括快速机械开关，所述快速机械开关连接至耦合电抗器。

进一步，

所述耦合电抗器为双绕组耦合电抗器，所述快速机械开关连接所述双绕组耦合电抗器的原边线圈L₁；

所述主通流支路包括所述原边线圈L₁。

进一步，

还包括振荡电路，

所述振荡电路包括并联的所述双绕组耦合电抗器的副边线圈L₂、振荡电容、双向固态开关电路、第二能量吸收支路。

进一步，

所述振荡电容并联有一个开关-电阻支路，所述开关-电阻支路由开关和电阻串联构成。

进一步，

所述双向固态开关电路包括串联的双向固态开关模块。

进一步，

所述第二能量吸收支路包括单独或串联的能量吸收金属氧化物避雷器。

进一步，

所述转移支路包括串联的双向固态开关模块。

进一步，

所述第一能量吸收支路包括单独或串联的能量吸收金属氧化物避雷器。

本发明还提供上述的一种基于无源耦合振荡的混合式直流断路器的控制方法，包括以下步骤：

正常工作时，控制混合式直流断路器中转移支路中的双向固态开关模块不导通，使得线路电流经过主通流支路的原边线圈L₁和快速机械开关流通，同时控制振荡电路中的双向固态开关模块导通。

进一步，还包括步骤：

在故障发生的第一时刻t₀后，控制保护系统在第二时刻t₁向所述转移支路中双向固态开关模块发送开通信号，同时向所述快速机械开关发送分闸指令，或间隔预期时间差分别发送所述开通信号和分闸指令；