[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

说明书

本发明提供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，所述发电机三相的出口处分别设有独立的单相断路器，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。本发明的发电机出口断路器具有开断快速(1个交流周期以内)且可靠，可实现无弧开断，成本较低，寿命较长等优势。

技术领域

本发明属于电力电子领域，特别涉及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。

背景技术

由于现有的发电机的电感值较系统相对要大，出口短路故障电流的瞬间直流分量和衰减时间常数均很大。若发电机源发生短路故障，可能会产生100ms以上的延时电流零点，因此要求发电机出口断路器(GCB)具有强迫短路电流尽快过零的性能，否则，长时间的短路电流可能导致发电机或主变压器受到损坏。

当前的发电机出口断路器具有进口设备价格高，而国产替代设备寿命短的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供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。

本发明的基于复合换流方式的发电机出口断路器，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。

进一步，

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。

进一步，

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。

进一步，

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。

进一步，

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。

进一步，

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。

进一步，

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。

进一步，