[发明专利]振荡电容电压自适应的机械式直流断路器及其控制方法

说明书

本发明提供振荡电容电压自适应的机械式直流断路器，以避免重击穿，包括：主通流电路、耦合蓄能电路、能量转移电路和振荡开断电路；主通流电路用于将断路器接入电网，使得电网正常工作电流从主通流电路流过；主通流电路中包括耦合电抗器的原边线圈；耦合蓄能电路包括所述耦合电抗器的副边线圈，通过耦合电抗器的副边线圈与主通流电路耦合；耦合蓄能电路用于电网出现电流故障时从主通流电路获取能量并存储；能量转移电路与耦合蓄能电路连接，能量转移电路用于转移耦合蓄能电路的能量；振荡开断电路分别与主通流电路、耦合蓄能电路和能量转移电路连接；振荡开断电路用于通过耦合蓄能电路和能量转移电路获取能量，并用于关断主通流电路的故障电流。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，特别涉及一种振荡电容电压自适应的机械式直流断路器及其控制方法。

背景技术

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的理想选择。当前机械式直流断路器存在开断小电流时机械开关重击穿和不易实现重合闸功能的问题，且电容放电能量按照额定短路电流设计，大部分情况系统分断电流小于额定短路电流，多余能量会向系统倒灌，产生过流和过压问题。

因此，亟需一种能够解决机械式断路器固有的重击穿、难于重合闸和能量倒灌问题的方案。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种振荡电容电压自适应的机械式直流断路器，包括：主通流电路、耦合蓄能电路、能量转移电路和振荡开断电路；

主通流电路用于将断路器接入电网，使得电网正常工作电流从主通流电路流过；主通流电路中包括耦合电抗器的原边线圈；

耦合蓄能电路包括所述耦合电抗器的副边线圈，通过耦合电抗器的副边线圈与主通流电路耦合；耦合蓄能电路用于电网出现电流故障时从主通流电路获取能量并存储；

能量转移电路与耦合蓄能电路连接，能量转移电路用于转移耦合蓄能电路的能量；

振荡开断电路分别与主通流电路、耦合蓄能电路和能量转移电路连接；

振荡开断电路用于通过耦合蓄能电路和能量转移电路获取能量，并用于关断主通流电路的故障电流。

进一步地，

所述主通流电路包括用于将断路器接入电网的输入端和输出端；

主通流电路的输入端和输出端之间包括串联的机械开关模块和耦合电抗器的原边线圈；

所述机械开关模块包括若干第一机械开关。

进一步地，

耦合蓄能电路包括并联的所述耦合电抗器的副边线圈和固态开关模块。

进一步地，

所述耦合电路还包括与所述固态开关模块并联的保护支路，所述保护支路包括保护MOV。

进一步地，

能量转移电路包括串联的第一触发开关模块和第二机械开关。

进一步地，

所述振荡开断电路包括电容、耗能MOV和第二触发开关模块；

电容与耗能MOV并联；

电容通过第二触发开关模块与主通流电路连接；

电容的第一端与能量转移电路的第一端连接，电容的第二端与耦合蓄能电路的一端连接，能量转移电路的第二端与耦合蓄能电路的另一端连接。

进一步地，