[发明专利]一种基于复合换流方式的发电机出口断路器及其控制方法

权利要求书

1.一种基于复合换流方式的发电机出口断路器，其特征在于，

包括在发电机三相的出口处分别设立的单相断路器，所述单相断路器包括并联的主通流支路、转移支路和限压支路，

所述主通流支路包括第一快速机械开关串联结构和第二快速机械开关串联结构，所述第一快速机械开关串联结构和所述第二快速机械开关串联结构串联；

所述第一快速机械开关串联结构包括1个第一快速机械开关或由多个所述第一快速机械开关串联构成；

所述第二快速机械开关串联结构包括1个第二快速机械开关或由多个所述第二快速机械开关串联构成。

2.根据权利要求1所述的一种基于复合换流方式的发电机出口断路器，其特征在于，

所述第一快速机械开关的灭弧介质采用真空或SF6或环保气体。

3.根据权利要求1所述的一种基于复合换流方式的发电机出口断路器，其特征在于，

所述第二快速机械开关串联结构并联有第一转移支路，

所述第一转移支路包括双向固态开关模块串联结构，所述双向固态开关模块串联结构包括1个双向固态开关模块或由多个所述双向固态开关模块串联构成，所述双向固态开关模块串联结构并联有第一金属氧化物压敏电阻，所述双向固态开关模块中开关器件采用全控电力电子器件。

4.根据权利要求3所述的一种基于复合换流方式的发电机出口断路器，其特征在于，

所述全控电力电子器件采用绝缘栅双极型晶体管、集成门极换流晶闸管或栅极注入增强晶体管；

所述双向固态开关模块的双向拓扑结构采用反串联结构、全桥结构或二极管桥结构。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种基于复合换流方式的发电机出口断路器，其特征在于，

所述转移支路为第二转移支路，所述第二转移支路包括开关模块和与所述开关模块串联的电容，所述电容并联有第二金属氧化物压敏电阻。

6.根据权利要求5所述的一种基于复合换流方式的发电机出口断路器，其特征在于，

所述开关模块为半控电力电子器件构成的串联结构，或全控电力电子器件构成的串联结构，或机械开关，

所述开关模块中的每一个半控电力电子器件或全控电力电子器件均并联有金属氧化物压敏电阻。

7.根据权利要求6所述的一种基于复合换流方式的发电机出口断路器，其特征在于，

所述半控电力电子器件为晶闸管，

所述全控电力电子器件为集成门极换流晶闸管。

8.根据权利要求6所述的一种基于复合换流方式的发电机出口断路器，其特征在于，

所述限压支路包括金属氧化物压敏电阻或包括由金属氧化物压敏电阻构成的串联结构。

9.一种基于复合换流方式的发电机出口断路器控制方法，用于控制权利要求1-8任一所述的基于复合换流方式的发电机出口断路器，其特征在于，包括步骤：

当发电机出口发生短路故障且电流下降到一预期定值时，第二快速机械开关串联结构中第二快速机械开关首先动作燃弧，同时控制导通第一转移支路中双向固态开关模块串联结构，使得所述第二快速机械开关串联结构的总的弧压驱动故障电流从所述第二快速机械开关串联结构转移至所述第一转移支路，进行自然换流；

在所述自然换流之后，所述第二快速机械开关串联结构中第二快速机械开关的电流过零熄弧，随后，控制所述第二快速机械开关继续做分闸运动，待各所述第二快速机械开关的触头间隙能够承受所述第一转移支路的瞬态恢复电压后，关断所述第一转移支路中双向固态开关模块串联结构并导通第二转移支路中开关模块，故障电流由所述双向固态开关模块串联结构转移至所述双向固态开关模块串联结构并联的第一金属氧化物压敏电阻，使得电流被强迫从所述第一转移支路转移至所述第二转移支路即强迫换流，并给所述第二转移支路中电容充电。