[发明专利]基于功率器件的全控混合桥式超导限流器

权利要求书

1.一种基于功率器件的全控混合桥式超导限流器，其特征在于，包括混合整流桥和控制器，所述混合整流桥包括可控功率开关管K1、K2、K3、K4和功率二极管D1、D2、D3、D4，所述功率二极管D1的负极与K1的一端相连于C端，D1的正极与K1的另一端相连于A端，D2的负极与K2的一端相连于B端，D2的正极与K2的另一端相连于D端，D3的负极与K3的一端相连，D3的正极与B端相连，K3的另一端与C端相连，D4的负极与K4的一端相连，D4的正极与D端相连，K4的另一端与A端相连，所述C端和D端为限流器的直流侧两端，所述C端与D端之间连接有超导线圈，所述A端和B端为限流器接入电力系统的两端；其中所述超导线圈置于低温冷却装置中，所述可控功率开关管K1、K2、K3、K4和功率二极管D1、D2、D3、D4也置于所述低温冷却装置中；

所述K₁、D₁与K₂、D₂组成所述混合整流桥的两支桥臂，K₃、D₃与K₄、D₄组成另两支桥臂，每个所述桥臂上的可控功率开关管为m个可控功率开关管并联结构，功率二极管为n个功率二极管并联结构，m和n均为大于等于1的正整数；

所述超导线圈上串联接入一个超导电阻，或在所述混合整流桥的B端串联接入一个超导电阻；所述超导电阻与超导线圈一起放置于低温冷却装置中；

所述控制器用于在电力系统无负载短路故障时，控制使K1、K2关断，K3、K4导通，当检测到电力系统发生短路故障且故障短路电流达到预设的阈值后，控制使K1、K2导通，K3、K4关断。

2.根据权利要求1所述的基于功率器件的全控混合桥式超导限流器，其特征在于：所述超导线圈由BSCCO、YBCO或MgB2超导导线绕制而成。

3.根据权利要求1所述的基于功率器件的全控混合桥式超导限流器，其特征在于，所述超导电阻的电阻值被配置为当电力系统短路电流达到预设的阈值时，该电阻值由超导态的零电阻变成一设定值。

4.根据权利要求1所述的基于功率器件的全控混合桥式超导限流器，其特征在于，所述超导电阻由超导导线或超导无感线圈构成。

5.根据权利要求4所述的基于功率器件的全控混合桥式超导限流器，其特征在于，所述超导导线或超导无感线圈由Bi-2223导线、Y-123导线或MgB₂导线中的至少之一组成。

6.根据权利要求1-5任一项所述的基于功率器件的全控混合桥式超导限流器，其特征在于，所述超导线圈上还串联一个可控直流偏置电压源。