一种具备选断功能的直流断路器制造技术

本发明专利技术公开了一种具备选断功能的直流断路器，包括主断支路、若干条分断支路、若干条选断支路和吸能支路；主断支路的输入端与直流母线的输出端连接；主断支路的输出端分别与若干条选断支路的输入端连接；若干条分断支路的输入端用于与直流母线的若干条出线端一一对应连接，若干条分断支路的输出端与若干条选断支路的输出端一一对应连接；吸能支路的输入端与主断支路的输入端连接，吸能支路的输出端与主断支路的输出端连接。该直流断路器在分闸过程中不存在母线接地情况，无需进行闭锁母线保护以及在线路发生故障时可以为故障线路提供电流转移支路，降低电能的损耗，实现线路快速导通，缩短直流断路器断开故障电流的总时间。

A DC Circuit Breaker with Selection Function

The invention discloses a DC circuit breaker with selection function, which includes main breaking branch, several breaking branches, several breaking branches and energy absorbing branches; the input end of main breaking branch is connected with the output end of DC bus; the output end of main breaking branch is connected with the input end of several selected branches respectively; and the input end of several breaking branches is used with several DC buses. The outlet end is connected one by one, and the output end of several branches is connected one by one with the output end of several selected branches; the input end of the energy absorbing branch is connected with the input end of the main breaking branch, and the output end of the energy absorbing branch is connected with the output end of the main breaking branch. The DC circuit breaker does not have bus grounding in the process of switching off, does not need to be blocked bus protection and can provide current transfer branch for the fault line when the line fails, reduces the loss of electric energy, realizes fast line conduction and shortens the total time of DC circuit breaker disconnecting fault current.

【技术实现步骤摘要】
一种具备选断功能的直流断路器
本专利技术涉及断路器领域，尤其涉及一种具备选断功能的直流断路器。
技术介绍
近年来，随着我国新能源技术不断发展，以风力发电为主的新能源发电方式得到了大力推广。然而，我国现有电网受自身技术所限，难以消纳大规模新能源，出现了较为严重的“弃风，弃光”现象。基于电压源型换流器的高压直流输电HVDC技术具有消纳大规模新能源、向无源地区供电、易于组网的优点，有助于提高现有电网消纳新能源的能力。在VSC-HVDC众多换流器拓扑结构中，模块化多电平换流器MMC开关损耗小、扩展性好、谐波水平低，更适用于未来直流电网中。模块化多电平换流器MMC无法通过自身控制来限制直流侧的故障电流，需借助直流断路器实现电流的快速清除。直流断路器具有在系统正常运行时改变系统运行方式，在系统故障时迅速切除故障电流的作用，对直流电网的发展起到重要的作用。传统的高压直流断路器种类繁多，其中混合式直流断路器具有正常运行时通态损耗小、故障时切除速度快的优点，是现有直流断路器的研究热点。但是混合式直流断路器转移支路需采用大量电力电子器件，其应用于多线路直流电网时建设成本过高，经济性差。虽然现有的技术方案在直流系统的每条母线上使用一个由大量绝缘栅双极型晶体管IGBT串并联组成的主断部分，经济性良好。但是，将组合式直流断路器应用于限流电抗器混合配置的柔性直流输电系统中，组合式直流断路器在系统故障后的动作过程中，存在母线接地的过程，不能充分发挥线路限流电抗器的限流作用，同时还需闭锁母线保护。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具备选断功能的直流断路器，使断路器在分闸过程中不存在母线接地情况，无需进行闭锁母线保护以及在线路发生故障时可以为故障线路提供电流转移支路，降低电能的损耗，实现线路快速导通，缩短直流断路器断开故障电流的总时间。本专利技术实施例提供了一种具备选断功能的直流断路器，包括主断支路、若干条分断支路、若干条选断支路和吸能支路；所述主断支路的输入端用于与直流母线的输出端连接；所述主断支路的输出端分别与若干条所述选断支路的输入端连接；若干条所述分断支路的输入端用于与所述直流母线的若干条出线端一一对应连接，若干条所述分断支路的输出端与若干条所述选断支路的输出端一一对应连接；所述吸能支路的输入端与所述主断支路的输入端连接，所述吸能支路的输出端与所述主断支路的输出端连接；所述主断支路包括桥式子模块电路，所述桥式子模块电路的输入端与所述主断支路的输入端连接，所述桥式子模块电路的输出端与所述主断支路的输出端连接；所述分断支路包括快速机械开关和电流转移开关；所述快速机械开关的输入端与所述分断支路的输入端连接，所述快速机械开关的输出端与所述电流转移开关的输入端连接，所述电流转移开关的输出端与所述分断支路的输出端连接；所述选断支路包括隔离开关和晶闸管电路，所述隔离开关的输入端与所述选断支路的输入端连接，所述隔离开关的输出端与所述晶闸管电路的输入端连接，所述晶闸管电路的输出端与所述选断支路的输出端连接。优选地，所述桥式子模块电路包括若干个桥式子模块串；任意一个所述桥式子模块串的输入端与所述桥式子模块电路的输入端连接；任意一个所述桥式子模块串的输出端与所述桥式子模块电路的输出端连接；其中，单个所述桥式子模块串由Q个桥式子模块串联组成。优选地，所述桥式子模块包括所述第一极管、第二极管、第三极管、第四极管和绝缘栅双极型晶体管，所述第一极管的负极与所述第二极管的正极连接，所述第二极管的负极与所述绝缘栅双极型晶体管的集电极连接，所述第一极管的正极与所述绝缘栅双极型晶体管的发射极连接，所述第三极管的正极与所述第四极管的负极连接，所述第三极管的负极与所述绝缘栅双极型晶体管的集电极连接，所述第四极管的正极与所述绝缘栅双极型晶体管的发射极连接。优选地，所述电流转移开关包括若干个绝缘栅双极型晶体管串；任意一个所述绝缘栅双极型晶体管串的输入端与所述电流转移开关的输入端连接，任意一个所述绝缘栅双极型晶体管串的输出端与所述电流转移开关的输出端连接；其中，单个所述绝缘栅双极型晶体管串由i个所述绝缘栅双极型晶体管串联组成。优选地，所述晶闸管电路包括若干个晶闸管串；任意一个所述晶闸管串的输入端与所述晶闸管电路的输入端连接，任意一个所述晶闸管串的输出端与所述晶闸管电路的输出端连接；其中，单个所述晶闸管串由M个晶闸管串联组成。优选地，所述吸能支路包括金属氧化物避雷器。相对于现有技术，本专利技术实施例提供的一种具备选断功能的直流断路器的有益效果在于：所述具备选断功能的直流断路器包括主断支路、若干条分断支路、若干条选断支路和吸能支路；所述主断支路的输入端用于与直流母线的输出端连接；所述主断支路的输出端分别与若干条所述选断支路的输入端连接；若干条所述分断支路的输入端用于与所述直流母线的若干条出线端一一对应连接，若干条所述分断支路的输出端与若干条所述选断支路的输出端一一对应连接；所述吸能支路的输入端与所述主断支路的输入端连接，所述吸能支路的输出端与所述主断支路的输出端连接；所述主断支路包括桥式子模块电路，所述桥式子模块电路的输入端与所述主断支路的输入端连接，所述桥式子模块电路的输出端与所述主断支路的输出端连接；所述分断支路包括快速机械开关和电流转移开关；所述快速机械开关的输入端与所述分断支路的输入端连接，所述快速机械开关的输出端与所述电流转移开关的输入端连接，所述电流转移开关的输出端与所述分断支路的输出端连接；所述选断支路包括隔离开关和晶闸管电路，所述隔离开关的输入端与所述选断支路的输入端连接，所述隔离开关的输出端与所述晶闸管电路的输入端连接，所述晶闸管电路的输出端与所述选断支路的输出端连接。通过几个支路组合的方式使得断路器在分闸过程中不存在母线接地情况，无需闭锁母线保护以及通过设置选断支路，在线路发生故障时，可以有效导通该支路为故障线路提供电流转移支路，降低电能的损耗，实现线路快速导通，缩短直流断路器断开故障电流的总时间。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种具备选断功能的直流断路器的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种具备选断功能的直流断路器的主断支路中桥式子模块的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种具备选断功能的直流断路器的分断支路结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，其是本专利技术实施例提供的一种具备选断功能的直流断路器的结构示意图，所述具备选断功能的直流断路器包括主断支路、若干条分断支路、若干条选断支路和吸能支路；所述主断支路的输入端用于与直流母线的输出端连接；所述主断支路的输出端分别与若干条所述选断支路的输入端连接；若干条所述分断支路的输入端用于与所述直流母线的若干条出线端一一对应连接，若干条所述分断支路的输出端与若干条所述选断支路的输出端一一对应连接；所述吸能支路的输入端与所述主断支路的输入端连接，所述吸能支路的输出端与所述主断支路的输出端连接；所述主断支路包括桥式子模块电路，所述桥式子模块电路的输入端与所述主断本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具备选断功能的直流断路器，其特征在于，包括主断支路、若干条分断支路、若干条选断支路和吸能支路；所述主断支路的输入端用于与直流母线的输出端连接；所述主断支路的输出端分别与若干条所述选断支路的输入端连接；若干条所述分断支路的输入端用于与所述直流母线的若干条出线端一一对应连接，若干条所述分断支路的输出端与若干条所述选断支路的输出端一一对应连接；所述吸能支路的输入端与所述主断支路的输入端连接，所述吸能支路的输出端与所述主断支路的输出端连接；所述主断支路包括桥式子模块电路，所述桥式子模块电路的输入端与所述主断支路的输入端连接，所述桥式子模块电路的输出端与所述主断支路的输出端连接；所述分断支路包括快速机械开关和电流转移开关；所述快速机械开关的输入端与所述分断支路的输入端连接，所述快速机械开关的输出端与所述电流转移开关的输入端连接，所述电流转移开关的输出端与所述分断支路的输出端连接；所述选断支路包括隔离开关和晶闸管电路，所述隔离开关的输入端与所述选断支路的输入端连接，所述隔离开关的输出端与所述晶闸管电路的输入端连接，所述晶闸管电路的输出端与所述选断支路的输出端连接。

【技术特征摘要】
1.一种具备选断功能的直流断路器，其特征在于，包括主断支路、若干条分断支路、若干条选断支路和吸能支路；所述主断支路的输入端用于与直流母线的输出端连接；所述主断支路的输出端分别与若干条所述选断支路的输入端连接；若干条所述分断支路的输入端用于与所述直流母线的若干条出线端一一对应连接，若干条所述分断支路的输出端与若干条所述选断支路的输出端一一对应连接；所述吸能支路的输入端与所述主断支路的输入端连接，所述吸能支路的输出端与所述主断支路的输出端连接；所述主断支路包括桥式子模块电路，所述桥式子模块电路的输入端与所述主断支路的输入端连接，所述桥式子模块电路的输出端与所述主断支路的输出端连接；所述分断支路包括快速机械开关和电流转移开关；所述快速机械开关的输入端与所述分断支路的输入端连接，所述快速机械开关的输出端与所述电流转移开关的输入端连接，所述电流转移开关的输出端与所述分断支路的输出端连接；所述选断支路包括隔离开关和晶闸管电路，所述隔离开关的输入端与所述选断支路的输入端连接，所述隔离开关的输出端与所述晶闸管电路的输入端连接，所述晶闸管电路的输出端与所述选断支路的输出端连接。2.如权利要求1所述的具备选断功能的直流断路器，其特征在于，所述桥式子模块电路包括若干个桥式子模块串；任意一个所述桥式子模块串的输入端与所述桥式子模块电路的输入端连接；任意一个所述桥式子模块串的输出端与所述桥式子模块电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雁，洪潮，张野，郑晓铭，李海锋，郭彦勋，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东,44