一種混合式有源型高壓直流斷路器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種混合式有源型高壓直流斷路器，包括并聯(lián)的主支路、換流支路和耗能支路，以及限流電感、剩余直流電流斷路器和保護(hù)用高壓點(diǎn)火球隙。本發(fā)明直流斷路器的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單、控制簡便、安全可靠、動(dòng)作迅速，且使用的電力電子器件主要為半控和不控型，極大地減少了電力電子器件控制觸發(fā)電路的數(shù)量，技術(shù)成熟、易于實(shí)現(xiàn)；通流能力大、開斷電流能力強(qiáng)、耐受電壓等級(jí)高，擴(kuò)展能力強(qiáng)，而且采用了成本低廉、技術(shù)成熟的高壓點(diǎn)火球隙作為放電和保護(hù)開關(guān)，極大程度上降低了成本，增大了可靠性，保護(hù)了設(shè)備安全。
【專利說明】
一種混合式有源型高壓直流斷路器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高壓直流輸電系統(tǒng)的直流斷路器，特別是涉及一種混合式有源型高壓直流斷路器。
【【背景技術(shù)】】
[0002]隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，基于全控型電力電子器件和模塊化多電平換流器技術(shù)的柔性直流輸電，徹底解決了傳統(tǒng)高壓直流輸電受端存在的換相失敗問題，并可獨(dú)立快速控制所傳輸?shù)挠泄蜔o功，極大地提高了輸電的靈活性。特別是近些年能夠?qū)崿F(xiàn)多電源供電及多落點(diǎn)受電的多端直流輸電系統(tǒng)受到了越來越多的關(guān)注，而高壓直流斷路器是可實(shí)現(xiàn)多端直流輸電系統(tǒng)組網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。
[0003]目前只有轉(zhuǎn)移或開斷負(fù)載電流的高壓直流轉(zhuǎn)換開關(guān)成功應(yīng)用到直流工程領(lǐng)域(ZL200820029503.1)，但其在分?jǐn)鄷r(shí)間上無法滿足多端柔性直流輸電系統(tǒng)的要求。對(duì)于開斷短路電流的高壓直流斷路器則一直還處于研究階段。其中ABB提出了基于快速機(jī)械隔離開關(guān)與全控型電力電子器件IGBT串聯(lián)的混合式方案(CN102687221B)，而國網(wǎng)則提出了基于高速機(jī)械隔離開關(guān)與大功率全控型電力電子器件IGBT全橋級(jí)聯(lián)的混合式方案(CN104635151A)。上述的高壓直流斷路器方案中，一方面，需要配置大量的全控型電力電子器件IGBT，但是受制于目前全控型功率器件的技術(shù)水平，其價(jià)格非常昂貴，且IGBT的電壓電流參數(shù)遠(yuǎn)不及半控型功率器件晶閘管，因此非常不適合在高壓直流輸電系統(tǒng)工程中大量推廣使用。另一方面，隨著直流輸電系統(tǒng)電壓等級(jí)的升高，為阻斷更高的電壓ABB方案中IGBT串聯(lián)的數(shù)量也要大量增加，考慮到IGBT的開通與關(guān)斷過程都是微秒級(jí)的，其串聯(lián)控制的同步性問題也隨之突出。
[0004]另外，專利CN104767170A和CN104767171A提出了兩種相似的混合式直流斷路器方案，其中前者需要使用兩套電容器組和兩套充電裝置，后者則使用了六組晶閘管閥，極大地增加了直流斷路器的制造成本。特別是，兩者的串聯(lián)晶閘管兩端都沒有反并聯(lián)二極管，雖然同樣可以實(shí)現(xiàn)直流電流的關(guān)斷功能，但是在關(guān)斷過程中，特別是關(guān)斷短路電流的過程中，晶閘管會(huì)出很大的反向恢復(fù)電流，且晶閘管兩端會(huì)出現(xiàn)很高的反向恢復(fù)電壓，這對(duì)晶閘管來說存在極易損壞的問題。同樣，兩者的LC放電回路中的晶閘管閥也存在因放電電流的變化率過高而損壞的風(fēng)險(xiǎn)。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種混合式有源型高壓直流斷路器，本發(fā)明直流斷路器的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單、控制簡便、安全可靠、動(dòng)作迅速。
[0006]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的:
[0007]—種混合式有源型高壓直流斷路器，包括了并聯(lián)的主支路、換流支路、耗能支路和保護(hù)用高壓點(diǎn)火球隙GAP3，以及限流電感LdP剩余直流電流斷路器BR;限流電感LdP剩余直流電流斷路器BR串聯(lián)后與并聯(lián)的主支路、換流支路、耗能支路和保護(hù)用高壓點(diǎn)火球隙GAP3連接；
[0008]所述高壓直流斷路器串聯(lián)連接與直流系統(tǒng)中，主支路包括了串聯(lián)的快速機(jī)械隔離開關(guān)QS和電流轉(zhuǎn)移模塊S;所述換流支路為橋式換流支路，由兩組晶閘管閥支路、兩組二極管閥和阻尼電感支路、兩組放電用高壓點(diǎn)火球隙支路和LC支路組成。
[0009]進(jìn)一步，所述的換流支中，第一組晶閘管閥TH1與第二組晶閘管閥TH2反向串聯(lián)連接構(gòu)成第一支路，第一組二極管閥VD1、阻尼電感Lvd1與第二組二極管閥VD2、阻尼電感Lvd2反向串聯(lián)連接構(gòu)成第二支路;第一組晶閘管閥TH1與第一組二極管閥VD1*向相反，第二組晶閘管閥TH2與第二組二極管閥VD2方向相反；
[0010]第一組高壓點(diǎn)火球隙64?!與第二組高壓點(diǎn)火球隙GAP2串聯(lián)連接構(gòu)成第三支路；
[0011]第一支路、第二支路中點(diǎn)相連且與LC支路的一端相連，LC支路的另一端與第三支路中點(diǎn)相連;第一支路、第二支路、第三支路，三條支路兩端分別連接在一起。
[0012]進(jìn)一步，所述電流轉(zhuǎn)移模塊S由兩組IGBT閥組件VS反向串聯(lián)構(gòu)成，所述IGBT閥組件VS由至少一個(gè)全控型電力電子器件IGBT與至少一個(gè)全控型均壓電路分別并聯(lián)后再串聯(lián)，然后再與避雷器Rv并聯(lián)構(gòu)成。
[0013]進(jìn)一步，所述全控型均壓電路由靜態(tài)均壓電路Rs和動(dòng)態(tài)均壓電路并聯(lián)構(gòu)成，所述動(dòng)態(tài)均壓電路由動(dòng)態(tài)電容Cd、動(dòng)態(tài)電阻Rd和動(dòng)態(tài)二極管Dd構(gòu)成。
[0014]進(jìn)一步，所述第一組晶閘管閥TH1、第二組晶閘管閥TH2均由至少一個(gè)半控型電力電子器件晶閘管T與至少一組半控型均壓電路分別并聯(lián)后再串聯(lián)構(gòu)成;所述半控型均壓電路由靜態(tài)均壓電路Rst和動(dòng)態(tài)均壓電路并聯(lián)構(gòu)成，所述動(dòng)態(tài)均壓電路由吸收電容Cdt和吸收電阻Rdt串聯(lián)構(gòu)成。
[0015]進(jìn)一步，所述第一組二極管閥VD1和第二組二極管閥VD2均由至少一個(gè)不控型電力電子器件二極管D與至少一組不控型均壓電路分別并聯(lián)后再串聯(lián)構(gòu)成;所述不控型均壓電路由靜態(tài)均壓電路Rsd和動(dòng)態(tài)均壓電路并聯(lián)構(gòu)成;所述動(dòng)態(tài)均壓電路由吸收電容Cdd和吸收電阻Rdd串聯(lián)構(gòu)成。
[0016]進(jìn)一步，所述換流支路，其特征在于:所述第一組晶閘管閥TH1、第二組晶閘管閥TH2、第一組二極管閥VD1和第二組二極管閥VD2中的不控型電力電子器件二極管D共用一套均壓電路。
[0017]進(jìn)一步，所述耗能支路由氧化鋅避雷器MOV構(gòu)成。
[0018]進(jìn)一步，所述LC支路由串聯(lián)的換流電感L和換流電容C組成，換流電容C被預(yù)充電至設(shè)定值。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明達(dá)到的有益效果是:
[0020]1、本發(fā)明所提供的直流斷路器拓?fù)渲兴褂弥饕獮榘肟匦秃筒豢匦碗娏﹄娮悠骷夹g(shù)成熟，易于實(shí)現(xiàn)，且極大降低了制造成本；
[0021]2、本發(fā)明所提供的直流斷路器拓?fù)渲兴褂玫娜匦秃桶肟匦碗娏﹄娮悠骷即蟠鬁p少，降低了對(duì)控制觸發(fā)系統(tǒng)的要求，極大地提高了整個(gè)裝置的可靠性，且降低了控制觸發(fā)系統(tǒng)的制造成本。
[0022]3、本發(fā)明所提供的二極管閥支路，可極大地減小晶閘管閥關(guān)斷過程中的反向恢復(fù)電流和反向恢復(fù)電壓，克服了關(guān)斷過程中LC支路放電時(shí)對(duì)晶閘管閥的暫態(tài)沖擊，避免了晶閘管閥的損壞。
[0023]4、本發(fā)明所提供的二極管閥與阻尼電感串聯(lián)支路，可為晶閘管閥提供關(guān)斷過程中的反向電壓，縮短了晶閘管的關(guān)斷時(shí)間，提高了直流斷路器的開斷性能。
[0024]5、本發(fā)明所提供的放電用高壓點(diǎn)火球隙，可適當(dāng)增加LC支路的放電電流的峰值，且不受放電電流變化率的限制，從而提高直流斷路器的開斷能力。
[0025]6、本發(fā)明所提供的保護(hù)用高壓點(diǎn)火球隙，可在短路電流超過了高壓直流斷路器的關(guān)斷能力時(shí)，立即點(diǎn)火高壓點(diǎn)火球隙，從而旁路晶閘管閥及二極管閥，避免短路電流對(duì)晶閘管閥和二極管閥的損壞。
[0026]7、本發(fā)明所提供的直流斷路器結(jié)構(gòu)新穎、控制簡單、安全可靠、動(dòng)作迅速，開斷電流能力強(qiáng)，耐受電壓等級(jí)高，且易于擴(kuò)展至不同電壓等級(jí)直流電網(wǎng)。
[0027]本發(fā)明還具有以下特點(diǎn):
[0028]①在高壓直流斷路器的前端部分串聯(lián)了限流電感L1,以限制直流系統(tǒng)中短路電流的上升率，保證高壓直流斷路器中設(shè)備的安全；
[0029]②設(shè)置LC支路放電電流的最大值大于短路電流與晶閘管閥TH1(或TH2)反向恢復(fù)電流最大值之和，保證晶閘管支路電流實(shí)現(xiàn)可靠過零；
[0030]③在晶閘管閥TH1(或TH2)兩端反并聯(lián)二極管閥VD1(或VD2)，確保放電電流大于短路電流的部分流經(jīng)二極管閥支路，保證晶閘管閥的設(shè)備安全；
[0031]④在二極管閥VDi (或VD2)支路串聯(lián)了阻尼電感Lvdi (或Lvd2 )，給晶閘管閥THi(或TH2)提供反向電壓，加快晶閘管的反向恢復(fù)過程，縮短晶閘管閥的關(guān)斷時(shí)間；
[0032]⑤在晶閘管閥兩端并聯(lián)高壓點(diǎn)火球隙GAP3,實(shí)現(xiàn)短路電流過大時(shí)，旁路晶閘管閥及二極管閥，保證晶閘管閥和二極管閥的設(shè)備安全；
[0033]⑥在高壓直流斷路器開斷短路電流的最后過程，剩余直流斷路器切斷殘余的直流電流，完成直流系統(tǒng)與故障點(diǎn)的電氣隔離。
【【附圖說明】】
[0034]圖1是本發(fā)明提供的高壓直流斷路器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0035]圖2是本發(fā)明提供的電流轉(zhuǎn)移模塊的實(shí)施例；
[0036]圖3是本發(fā)明提供的晶閘管閥的實(shí)施例；
[0037]圖4是本發(fā)明提供的二極管閥的實(shí)施例；
[0038]圖5是本發(fā)明提供的晶閘管閥與二極管閥共用均壓電路的實(shí)施例；
[0039]圖6是本發(fā)明提供的直流斷路器的分?jǐn)嘣硎疽鈭D；
[0040]圖中=L1-限流電感;BR-剩余直流電流斷路器;QS-快速機(jī)械隔離開關(guān);S-電流轉(zhuǎn)移模塊;TH1-第一組晶閘管閥；TH2-第二組晶閘管閥；VD1-第一組二極管閥;VD2-第二組二極管閥；Lvd1-第一組阻尼電感;Lvd2-第二組阻尼電感;L-換流電感;C-換流電容;MOV-氧化鋅避雷器:GAP1-第一組放電用高壓點(diǎn)火球隙;GAP2-第二組放電用高壓點(diǎn)火球隙;GAP3-保護(hù)用高壓點(diǎn)火球隙。
【【具體實(shí)施方式】】
[0041]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0042]如圖1所示，本發(fā)明提供一種高壓直流斷路器，所述高壓直流斷路器基于電流轉(zhuǎn)移原理，包括的主要部件有并聯(lián)的主支路、換流支路和耗能支路，輔助部件有限流電感U、剩余直流電流斷路器BR和保護(hù)用高壓點(diǎn)火球隙GAP3。所述高壓直流斷路器串聯(lián)連接于直流系統(tǒng)中，所述主支路包括了串聯(lián)的快速機(jī)械隔離開關(guān)QS和電流轉(zhuǎn)移模塊S。所述換流支路為橋式換流支路;所述耗能支路由氧化鋅避雷器MOV構(gòu)成。
[0043]第一組晶閘管閥TH1與第二組晶閘管閥TH2反向串聯(lián)連接構(gòu)成一條支路，第一組二極管閥VD1、阻尼電感Lvd1與第二組二極管閥VD2、阻尼電感Lvd2反向串聯(lián)連接構(gòu)成另一條支路；晶閘管閥TH1(或TH2)與二極管閥VD1(或VD2)方向相反;所述兩條支路的中點(diǎn)相連;所述兩條支路的中點(diǎn)與LC支路的一端相連;第一組高壓點(diǎn)火球隙64?工與第二組高壓點(diǎn)火球隙GAP2串聯(lián)連接構(gòu)成的支路中點(diǎn)與LC支路的另一端連接;除去LC支路外，剩余三條支路兩端分別連接在一起。
[0044]進(jìn)一步地，如圖2所示，所述電流轉(zhuǎn)移模塊S由兩組IGBT閥組件VS反向串聯(lián)構(gòu)成。所述IGBT閥組件VS由至少一個(gè)全控型電力電子器件IGBT與至少一個(gè)全控型均壓電路分別并聯(lián)后再串聯(lián)，然后再與避雷器Rv并聯(lián)構(gòu)成。所述全控型均壓電路由靜態(tài)均壓電路Rs和動(dòng)態(tài)均壓電路并聯(lián)構(gòu)成。所述動(dòng)態(tài)均壓電路由動(dòng)態(tài)電容Cd、動(dòng)態(tài)電阻Rd和動(dòng)態(tài)二極管Dd構(gòu)成。
[0045]進(jìn)一步地，如圖1所示，所述換流支路包括兩組晶閘管閥支路、兩組二極管閥和阻尼電感支路、兩組高壓點(diǎn)火球隙支路和LC支路。所述LC支路由串聯(lián)的換流電感L和換流電容C組成，換流電容C被預(yù)充電至設(shè)定值。
[0046]如圖3所示，所述晶閘管閥TH1(或TH2)由至少一個(gè)半控型電力電子器件晶閘管T與至少一組半控型均壓電路分別并聯(lián)后再串聯(lián)構(gòu)成。所述半控型均壓電路由靜態(tài)均壓電路Rst和動(dòng)態(tài)均壓電路并聯(lián)構(gòu)成。所述動(dòng)態(tài)均壓電路由吸收電容Cdt和吸收電阻Rdt串聯(lián)構(gòu)成。
[0047]如圖4所示，所述二極管閥VD1(或VD2)由至少一個(gè)不控型電力電子器件二極管D與至少一組不控型均壓電路分別并聯(lián)后再串聯(lián)構(gòu)成。所述不控型均壓電路由靜態(tài)均壓電路Rsd和動(dòng)態(tài)均壓電路并聯(lián)構(gòu)成。所述動(dòng)態(tài)均壓電路由吸收電容Cdd和吸收電阻Rdd串聯(lián)構(gòu)成。
[0048]如圖5所示，為降低成本，所述晶閘管閥中的半控型電力電子器件晶閘管T和所述二極管閥中的不控型電力電子器件二極管D可共用一套均壓電路。
[0049]本發(fā)明的種高壓直流斷路器電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單、控制簡便、安全可靠、動(dòng)作迅速，且使用的電力電子器件主要為半控和不控型，極大地減少了電力電子器件控制觸發(fā)電路的數(shù)量，技術(shù)成熟、易于實(shí)現(xiàn)，通流能力大、開斷電流能力強(qiáng)、耐受電壓等級(jí)高、擴(kuò)展能力強(qiáng);而且采用了成本低廉、技術(shù)成熟的高壓點(diǎn)火球隙作為放電和保護(hù)開關(guān)，極大程度上降低了成本，增大了可靠性，保護(hù)了設(shè)備安全。
[0050]本發(fā)明提出的高壓直流斷路器的工作原理是:
[0051 ]如圖6所示，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案主要包含有主支路、換流支路和耗能支路三條并聯(lián)支路。其中主支路主要由快速機(jī)械隔離開關(guān)和少量全控型電力電子器件IGBT串聯(lián)構(gòu)成，用于導(dǎo)通直流系統(tǒng)負(fù)荷電流，由于機(jī)械開關(guān)通態(tài)阻抗小，IGBT數(shù)量少使得高壓直流斷路器的通態(tài)損耗較小。換流支路分為兩部分:第一部分用于短時(shí)間承載直流系統(tǒng)故障電流，主要由多個(gè)半控型電力電子器件晶閘管串聯(lián)組成;第二部分用于提供人工過零點(diǎn)，由換流電感L、換流電容C和高壓點(diǎn)火球隙GAP1 (或GAP2)串聯(lián)組成。耗能支路由多組氧化鋅避雷器組成，吸收直流系統(tǒng)中感性元件存儲(chǔ)的大量能量。
[0052]具體過程如下:
[0053]I)如圖6(a)所示，當(dāng)直流系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，剩余直流電流斷路器BR和快速機(jī)械隔離開關(guān)QS閉合，電流轉(zhuǎn)移模塊S中的所有IGBT器件處于觸發(fā)導(dǎo)通狀態(tài);穩(wěn)態(tài)電流先流經(jīng)限流電抗器LdP剩余直流電流斷路器BR，再經(jīng)主支路中串聯(lián)連接的高速機(jī)械開關(guān)QS和電流轉(zhuǎn)移模塊S;在直流系統(tǒng)正常運(yùn)行期間，電流轉(zhuǎn)移支路中的換流電容C被充電至設(shè)定值；
[0054]2)直流系統(tǒng)發(fā)生單側(cè)短路故障時(shí):
[0055]①當(dāng)直流系統(tǒng)在直流斷路器某一側(cè)發(fā)生接地短路故障時(shí)，當(dāng)電流方向?yàn)閺淖笾劣?，則對(duì)電流轉(zhuǎn)移支路中的晶閘管閥TH1施加觸發(fā)脈沖(或當(dāng)電流方向?yàn)閺挠蚁蜃?，?duì)電流轉(zhuǎn)移支路中的晶閘管閥TH2施加觸發(fā)脈沖)；再閉鎖主支路電流轉(zhuǎn)移模塊S中所有的IGBT;隨后分?jǐn)嗫焖贆C(jī)械隔離開關(guān)QS。
[0056]②當(dāng)主支路的電流轉(zhuǎn)移模塊S中的IGBT閥組件VB兩端電壓高于避雷器Rv的動(dòng)作電壓時(shí)，避雷器Rv立即動(dòng)作，以限制電流轉(zhuǎn)移模塊S兩端的電壓，如圖2所示；當(dāng)避雷器Rv的殘壓高于晶閘管閥TH1(或TH2)的最低導(dǎo)通正向電壓，且維持時(shí)間大于晶閘管閥TH1(或TH2)的導(dǎo)通時(shí)間時(shí)，晶閘管閥TH1 (或TH2)將正常開通，流經(jīng)主支路的電流開始向晶閘管閥TH1 (或TH2)和二極管閥VD2 (或VD1)轉(zhuǎn)移，如圖6 (b)所示。
[0057]③維持晶閘管閥TH1(或TH2)導(dǎo)通2?3ms，保證快速機(jī)械隔離開關(guān)QS產(chǎn)生足夠耐受直流系統(tǒng)過電壓的開距;觸發(fā)換流支路中的高壓點(diǎn)火球隙GAP1(或GAP2),如圖6(c)所示。因晶閘管閥TH1 (或TH2)支路的阻抗值小于二極管閥VD1 (或VD2)支路，則LC支路會(huì)向晶閘管閥TH1 (或TH2)反向注入放電電流，晶閘管閥TH1 (或TH2)電流逐漸降為零。
[0058]④當(dāng)晶閘管閥TH1(或TH2)電流將至零時(shí)，因晶閘管閥TH1 (或TH2)不能反向流通電流，則放電電流大于故障電流的部分會(huì)從晶閘管閥TH1 (或TH2)向二極管閥VD1 (或VD2)流過，二極管閥VD1 (或VD2)支路的電流快速上升。因二極管閥VD1 (或VD2)支路中存在阻尼電感Lvdi(或Lvd2)，則晶閘管閥TH1(或TH2)兩端會(huì)承受反向電壓，保證晶閘管閥TH1(或TH2)過零可靠關(guān)斷，如圖6(d)所示。
[0059]⑤短路電流從晶閘管閥TH1(或TH2)向由GAP1 (或GAP2)、換流電容C、換流電感L和二極管閥VD2 (或VD1)構(gòu)成的回路轉(zhuǎn)移時(shí)，逐步對(duì)換流電容C進(jìn)行充電，直至換流電容C極性反轉(zhuǎn)，如圖6(e)所示。當(dāng)其幅值達(dá)到避雷器動(dòng)作電壓時(shí)，避雷器立即動(dòng)作，電流轉(zhuǎn)移至避雷器MOV中，如圖6(f)所示。
[0060]⑥避雷器MOV將消耗吸收直流系統(tǒng)中殘余的感性能量，待高壓直流斷路器的電流下降至預(yù)定值時(shí)，分?jǐn)嗍Ｓ嘀绷麟娏鲾嗦菲鰾R，所述高壓直流斷路器完成分?jǐn)唷?br>[0061]最后應(yīng)該說明的是:以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種混合式有源型高壓直流斷路器，其特征在于:包括了并聯(lián)的主支路、換流支路、耗能支路和保護(hù)用高壓點(diǎn)火球隙GAP3,以及限流電感LdP剩余直流電流斷路器BR;限流電感LjP剩余直流電流斷路器BR串聯(lián)后與并聯(lián)的主支路、換流支路、耗能支路和保護(hù)用高壓點(diǎn)火球隙GAP3連接； 所述高壓直流斷路器串聯(lián)連接與直流系統(tǒng)中，主支路包括了串聯(lián)的快速機(jī)械隔離開關(guān)QS和電流轉(zhuǎn)移模塊S;所述換流支路為橋式換流支路，由兩組晶閘管閥支路、兩組二極管閥和阻尼電感支路、兩組放電用高壓點(diǎn)火球隙支路和LC支路組成。2.如權(quán)利要求1所述的混合式有源型高壓直流斷路器，其特征在于:所述的換流支中，第一組晶閘管閥TH1與第二組晶閘管閥TH2反向串聯(lián)連接構(gòu)成第一支路，第一組二極管閥VD1、阻尼電感Lvd1與第二組二極管閥VD2、阻尼電感Lvd2反向串聯(lián)連接構(gòu)成第二支路;第一組晶閘管閥TH1與第一組二極管閥VD1*向相反，第二組晶閘管閥TH2與第二組二極管閥VD2方向相反； 第一組高壓點(diǎn)火球隙64?!與第二組高壓點(diǎn)火球隙GAP2串聯(lián)連接構(gòu)成第三支路； 第一支路、第二支路中點(diǎn)相連且與LC支路的一端相連，LC支路的另一端與第三支路中點(diǎn)相連;第一支路、第二支路、第三支路，三條支路兩端分別連接在一起。3.如權(quán)利要求2所述的混合式有源型高壓直流斷路器，其特征在于:所述電流轉(zhuǎn)移模塊S由兩組IGBT閥組件VS反向串聯(lián)構(gòu)成，所述IGBT閥組件VS由至少一個(gè)全控型電力電子器件IGBT與至少一個(gè)全控型均壓電路分別并聯(lián)后再串聯(lián)，然后再與避雷器Rv并聯(lián)構(gòu)成。4.如權(quán)利要求2所述的混合式有源型高壓直流斷路器，其特征在于:所述全控型均壓電路由靜態(tài)均壓電路Rs和動(dòng)態(tài)均壓電路并聯(lián)構(gòu)成，所述動(dòng)態(tài)均壓電路由動(dòng)態(tài)電容Cd、動(dòng)態(tài)電阻Rd和動(dòng)態(tài)二極管Dd構(gòu)成。5.如權(quán)利要求2所述的混合式有源型高壓直流斷路器，其特征在于:所述第一組晶閘管閥TH1、第二組晶閘管閥TH2均由至少一個(gè)半控型電力電子器件晶閘管T與至少一組半控型均壓電路分別并聯(lián)后再串聯(lián)構(gòu)成;所述半控型均壓電路由靜態(tài)均壓電路Rst和動(dòng)態(tài)均壓電路并聯(lián)構(gòu)成，所述動(dòng)態(tài)均壓電路由吸收電容Cdt和吸收電阻Rdt串聯(lián)構(gòu)成。6.如權(quán)利要求1或2所述的混合式有源型高壓直流斷路器，其特征在于:所述第一組二極管閥VD1和第二組二極管閥VD2均由至少一個(gè)不控型電力電子器件二極管D與至少一組不控型均壓電路分別并聯(lián)后再串聯(lián)構(gòu)成;所述不控型均壓電路由靜態(tài)均壓電路Rsd和動(dòng)態(tài)均壓電路并聯(lián)構(gòu)成;所述動(dòng)態(tài)均壓電路由吸收電容Cdd和吸收電阻Rdd串聯(lián)構(gòu)成。7.如權(quán)利要求2所述的混合式有源型高壓直流斷路器，其特征在于:所述換流支路，其特征在于:所述第一組晶閘管閥TH1、第二組晶閘管閥TH2、第一組二極管閥VD1和第二組二極管閥VD2中的不控型電力電子器件二極管D共用一套均壓電路。8.如權(quán)利要求1或2所述的混合式有源型高壓直流斷路器，其特征在于:所述耗能支路由氧化鋅避雷器MOV構(gòu)成。9.如權(quán)利要求1或2所述的混合式有源型高壓直流斷路器，其特征在于:所述換流支路，其特征在于:所述LC支路由串聯(lián)的換流電感L和換流電容C組成，換流電容C被預(yù)充電至設(shè)定值。
【文檔編號(hào)】H02H3/087GK106026012SQ201610497419
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月29日
【發(fā)明人】茍銳鋒, 封磊, 楊曉平, 王江濤, 李超, 趙朝偉
【申請(qǐng)人】中國西電電氣股份有限公司