一種混合式直流斷路器的製造方法
2023-10-09 18:07:24
一種混合式直流斷路器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種混合式直流斷路器，涉及電力電子技術領域，解決了現有混合式直流斷路器運行過程中出現的動態均壓困難的技術問題。該混合式直流斷路器包括直流電抗器和並聯連接在所述直流電抗器上的主支路、轉移支路以及吸收支路；其中，所述主支路包括串聯連接的高速機械開關和負載電流轉移電路，所述高速機械開關與所述直流電抗器連接，所述負載電流轉移電路包括級聯的n1個橋式子電路；所述轉移支路包括級聯的n2個橋式子電路，其中，n2＞n1。本實用新型可應用於直流輸電的直流線路故障清除。
【專利說明】
一種混合式直流斷路器
技術領域
[0001]本實用新型涉及電力電子技術領域，尤其涉及一種混合式直流斷路器。【背景技術】
[0002]直流斷路器是直流輸電領域中清除直流線路故障的重要設備，混合式直流斷路器是直流斷路器的一個重要發展方向，其中，混合式直流斷路器的負載電流轉移電路和故障電流切斷電路是混合式直流斷路器研製中的重點。
[0003]目前，負載電流轉移電路和故障電流切斷電路均由不同數量的絕緣柵雙極型電晶體串聯而成，由於各絕緣柵雙極型電晶體的開關的觸發能力不同，因此，在串聯的絕緣柵雙極型電晶體開關時，會導致動態均壓現象的出現。【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在於提供一種混合式直流斷路器，用於避免混合式直流斷路器運行過程中出現動態均壓現象。
[0005]為達到上述目的，本實用新型提供一種混合式直流斷路器，採用如下技術方案:
[0006]該混合式直流斷路器包括直流電抗器和並聯連接在所述直流電抗器上的主支路、 轉移支路以及吸收支路；
[0007]其中，所述主支路包括串聯連接的高速機械開關和負載電流轉移電路，所述高速機械開關與所述直流電抗器連接，所述負載電流轉移電路包括級聯的m個橋式子電路，m多 1；
[0008]所述轉移支路包括級聯的n2個橋式子電路，其中，n2>m。
[0009]與現有技術相比，本實用新型提供的混合式直流斷路器具有以下有益效果:
[0010]在本實用新型提供的混合式直流斷路器中，採用了多個級聯的橋式子電路來替換現有技術中的多個串聯的絕緣柵雙極型電晶體，以構成負載電流轉移電路和轉移支路，因此，在上述混合式直流斷路器運行過程中，不會因為多個串聯的絕緣柵雙極型電晶體的開關的觸發能力不同，而導致動態均壓現象的出現，有效避免了混合式直流斷路器運行過程中出現動態均壓現象。【附圖說明】
[0011]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0012]圖1為本實用新型實施例中混合式直流斷路器結構示意圖；
[0013]圖2為本實用新型實施例中第一種橋式子電路結構示意圖；
[0014]圖3為本實用新型實施例中第二種橋式子電路結構示意圖。
[0015]附圖標記說明:
[0016]1—直流電抗器，2—主支路，K 一高速機械開關，
[0017] 21 一負載電流轉移電路，3—轉移支路，4 一吸收支路，
[0018]5—橋式子電路，S1—第一開關管，D1—第一二極體，
[0019]S2 一第二開關管，〇2一第二二極體，〇3一第三二極體，
[0020]D4—第四二極體，C 一直流電容器，[〇〇21]P1 一輸出端，p2 一輸入端。【具體實施方式】
[0022]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。[〇〇23] 實施例一
[0024]本實用新型實施例提供一種混合式直流斷路器，如圖1所示，該混合式直流斷路器包括:直流電抗器1和並聯連接在直流電抗器1上的主支路2、轉移支路3以及吸收支路4;其中，主支路2包括串聯連接的高速機械開關K和負載電流轉移電路21，高速機械開關K與直流電抗器1連接，負載電流轉移電路21包括級聯的m個橋式子電路5，m多1;轉移支路3包括級聯的m個橋式子電路5,其中，n2>m。
[0025]在使用上述混合式直流斷路器過程中，當直流輸電線路中沒有故障時，電流通過直流電抗器1和主支路2流出，當直流輸電線路中出現故障時，首先關斷主支路2中的所有開關管(轉移支路的所有開關管閉合)，電流由主支路2轉移至轉移支路3(即故障電流切斷電路)，然後關斷轉移支路3中的所有開關管，電流由轉移支路3轉移至吸收支路4,最終電流在吸收支路4逐漸衰減至0,從而達到直流故障清除的目標。
[0026]在本實用新型實施例提供的混合式直流斷路器中，由於採用了多個級聯的橋式子電路5來替換現有技術中的多個串聯的絕緣柵雙極型電晶體，以構成負載電流轉移電路21 和轉移支路3,因此，在上述混合式直流斷路器運行過程中，不會因為多個串聯的絕緣柵雙極型電晶體的開關的觸發能力不同，而導致動態均壓現象的出現，有效避免了混合式直流斷路器運行過程中出現動態均壓現象。
[0027]需要補充的是，上述橋式子電路5的具體結構有多種，本領域技術人員可根據實際情況進行設置，本實用新型實施例不進行限定。具體他，本實用新型實施例詳細給出以下兩種橋式子電路的結構:[〇〇28] 一、如圖2所示，橋式子電路5包括:第一開關管S1、第一二極體D1、第二開關管S2、 第二二極體D2、第三二極體D3、第四二極體D4以及直流電容器C。[〇〇29]其中，第一開關管S1與第一二極體D1反並聯連接，第二開關管S2與第二二極體D2 反並聯連接，需要說明的是，如無特殊說明，本實用新型實施例中的開關管與二極體的反並聯連接均指的是，開關管的陰極與二極體的陽極連接，開關管的陽極與二極體的陰極連接。
[0030]第一二極體D1的陽極與第三二極體D3的陰極相連，第一二極體D1的陽極與第三二極體D3的陰極相連的連接點為橋式子電路5的輸出端P1;第二二極體D2的陽極與第四二極體D4的陰極相連，第二二極體D2的陽極與第四二極體D4的陰極相連的連接點為橋式子電路 5的輸入端P2。[〇〇31]第一二極體D1的陰極和第二二極體D2的陰極均與直流電容器C的正極相連，第三二極體D3的陽極和第四二極體D4的陽極均與直流電容器C的負極相連。[〇〇32]二、如圖3所示，橋式子電路5包括:第一開關管S1、第一二極體D1、第二開關管S2、 第二二極體D2、第三二極體D3、第四二極體D4以及直流電容器C，其中，第一開關管S1與第一二極體D1反並聯連接，第二開關管S2與第二二極體D2反並聯連接。[〇〇33]第一二極體D1的陽極與第二二極體D2的陰極相連，第一二極體D1的陽極與第二二極體D2的陰極相連的連接點為橋式子電路5的輸出端P1;第三二極體D3的陽極與第四二極體D4的陰極相連，第三二極體D3的陽極與第四二極體D4的陰極相連的連接點為橋式子電路 5的輸入端P2。[〇〇34]第一二極體D1的陰極和第三二極體D3的陰極均與直流電容器C的正極相連，第二二極體D2的陽極和第四二極體D4的陽極均與直流電容器C的負極相連。[〇〇35]示例性地，上述兩種橋式子電路中的第一開關管S1和第二開關管S2可以為絕緣柵雙極型電晶體、集成門極換流晶閘管或門極關斷晶閘管，本領域技術人員可根據實際情況進行選擇，本實用新型實施例不進行限定。
[0036]需要說明的是，負載電流轉移電路21和轉移支路3包括的多個橋式子電路5,可以均為第一種橋式子電路5,可以均為第二種橋式子電路5,也可以為第一種橋式子電路與第二種橋式子電路的混合，本領域技術人員可根據實際情況選擇，本實用新型實施例不進行限定。
[0037]本實用新型的發明人發現，使用上述兩種橋式子電路5構成負載電流轉移電路21 和轉移支路3時，如圖2、圖3所示，由於每個橋式子電路5中的開關管(絕緣柵雙極型電晶體、 集成門極換流晶閘管或門極關斷晶閘管)並不是串聯連接的，避免了使用多個串聯的絕緣柵雙極型電晶體所導致的混合式直流斷路器運行過程中出現動態均壓現象，而且，每個橋式子電路5中只需要兩個開關管，與全橋式子電路相比，大大減少了使用的開關管的數量， 從而降低了混合式直流斷路器的生產成本。
[0038]示例性地，上述吸收支路4為避雷器，當直流輸電線路中出現故障時，用來保護設備不受高電壓的影響。避雷器的種類有多種，由於無間隙氧化鋅避雷器保護性能優越、質量輕、耐汙穢、性能穩定，因此，本實用新型實施例中，優選無間隙氧化鋅避雷器。
[0039]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實用新型的保護範圍應以所述權利要求的保護範圍為準。
【主權項】
1.一種混合式直流斷路器，其特徵在於，包括直流電抗器和並聯連接在所述直流電抗 器上的主支路、轉移支路以及吸收支路；其中，所述主支路包括串聯連接的高速機械開關和負載電流轉移電路，所述高速機械 開關與所述直流電抗器連接，所述負載電流轉移電路包括級聯的m個橋式子電路，m$l;所述轉移支路包括級聯的n2個橋式子電路，其中，n2>m。2.根據權利要求1所述的混合式直流斷路器，其特徵在於，所述橋式子電路包括:第一 開關管、第一二極體、第二開關管、第二二極體、第三二極體、第四二極體以及直流電容器， 其中，所述第一開關管與所述第一二極體反並聯連接，所述第二開關管與所述第二二極體 反並聯連接；所述第一二極體的陽極與所述第三二極體的陰極相連，所述第一二極體的陽極與所述 第三二極體的陰極相連的連接點為所述橋式子電路的輸出端；所述第二二極體的陽極與所述第四二極體的陰極相連，所述第二二極體的陽極與所述 第四二極體的陰極相連的連接點為所述橋式子電路的輸入端；所述第一二極體的陰極和所述第二二極體的陰極均與所述直流電容器的正極相連，所 述第三二極體的陽極和所述第四二極體的陽極均與所述直流電容器的負極相連。3.根據權利要求1所述的混合式直流斷路器，其特徵在於，所述橋式子電路包括:第一 開關管、第一二極體、第二開關管、第二二極體、第三二極體、第四二極體以及直流電容器， 其中，所述第一開關管與所述第一二極體反並聯連接，所述第二開關管與所述第二二極體 反並聯連接；所述第一二極體的陽極與所述第二二極體的陰極相連，所述第一二極體的陽極與所述 第二二極體的陰極相連的連接點為所述橋式子電路的輸出端；所述第三二極體的陽極與所述第四二極體的陰極相連，所述第三二極體的陽極與所述 第四二極體的陰極相連的連接點為所述橋式子電路的輸入端；所述第一二極體的陰極和所述第三二極體的陰極均與所述直流電容器的正極相連，所 述第二二極體的陽極和所述第四二極體的陽極均與所述直流電容器的負極相連。4.根據權利要求2或3所述的混合式直流斷路器，其特徵在於，所述第一開關管為絕緣 柵雙極型電晶體、集成門極換流晶閘管或門極關斷晶閘管。5.根據權利要求2或3所述的混合式直流斷路器，其特徵在於，所述第二開關管為絕緣 柵雙極型電晶體、集成門極換流晶閘管或門極關斷晶閘管。6.根據權利要求1?3中任一項所述的混合式直流斷路器，其特徵在於，所述負載電流 轉移電路中橋式子電路的種類為一種或兩種;所述轉移支路中橋式子電路的種類為一種或 兩種。7.根據權利要求1所述的混合式直流斷路器，其特徵在於，所述吸收支路為避雷器。8.根據權利要求7所述的混合式直流斷路器，其特徵在於，所述避雷器為無間隙氧化鋅 避雷器。
【文檔編號】H02H7/26GK205693347SQ201620601949
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月16日 公開號201620601949.1, CN 201620601949, CN 205693347 U, CN 205693347U, CN-U-205693347, CN201620601949, CN201620601949.1, CN205693347 U, CN205693347U
【發明人】周月賓, 饒宏, 許樹楷, 黃瑩, 朱喆, 魏偉, 李巍巍
【申請人】南方電網科學研究院有限責任公司, 中國南方電網有限責任公司電網技術研究中心