[发明专利]基于LC振荡强迫换流型复合式开关

说明书

本发明提出了一种基于LC振荡强迫换流型复合式开关电路、装置及其控制方法，所述复合式开关电路包括并联的机械开关支路、LC振荡支路和能量吸收支路；其中，所述机械开关支路包括机械开关；LC振荡支路包括LC振荡电路、旁路开关和固态开关。本发明的基于LC振荡强迫换流型复合式自动切换开关装置具有结构简洁可靠性高的特点，而且控制方便。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种基于LC振荡强迫换流型复合式开关电路、切换开关装置及控制方法。

背景技术

目前断路器存在着需要将大量的全控器件串联，在技术实现上难度较大，制造成本也较高，而且当短路电流超过单个全控器件所能耐受电流峰值时，其成本将接近翻倍。针对这些问题，文献(专利公开号：CN103337851A)提出了一种半控型有源注入电流式高压直流断路器，其基于传统有源注入电流方式分断直流电流原理，加入半控型电力电子器件，并采用了高速机械开关，如图1所示。该断路器包括高速开关K-晶闸管T20、T10模块支路、以及与该支路并联的避雷器支路和由电力电子器件T3、电容器C、电抗器L、电阻R组成的桥式电路；电容器-电抗器串联支路和电阻-晶闸管串联支路并联后连接于所述桥式电路两桥臂的中点处；在电容器两端并联有充电回路。

(1)当直流系统正常运行时，高速机械开关K闭合，晶闸管T20和T10保持触发。流过图中箭头所示方向电流时，则晶闸管T20处于导通状态，晶闸管阀T1、T2、T3、T4、T5保持闭锁，充电回路全控器件和晶闸管阀触发对电容C充电。由于反并联晶闸管所需要耐受的电压低，一般而言一组晶闸管即能满足要求，因此系统正常运行时，所发明断路器产生的损耗很小。

(2)当系统在端口2侧发生接地短路故障时，首先闭锁充电电路中全控器件，将电源与电容器C隔离，与此同时停发反并联晶闸管T20和T10的触发脉冲，那么晶闸管T10处于关断状态。紧接着触发晶闸管阀T2、T5，电容器C经过电抗器L放电，流过高速机械开关的短路电流迅速向晶闸管阀T2、电容器C、电抗器L和晶闸管阀所在支路转移直至过零。随后，触发晶闸管阀T4，电容器剩余的正向电压经T4-T1-L-C流通，与此同时，对高速机械开关进行分断。

这种断路器保持了在正常导通时低损耗的优点。这种断路器能够实现快速、无弧地分断双向电流，而且电路拓扑结构技术成熟，易于实现，分断电流能力大，耐受电压等级高，扩展能力强，且使用的电力电子器件数目少，极大程度上降低了成本。

但是这种断路器的结构仍然复杂，而且可靠性较低。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于LC振荡强迫换流型复合式开关电路、切换开关装置及控制方法。

本发明提供了一种基于LC振荡强迫换流型复合式开关电路，其特征在于，

所述复合式开关电路包括并联的机械开关支路、LC振荡支路和能量吸收支路；其中，

所述机械开关支路包括机械开关；

LC振荡支路包括LC振荡电路、旁路开关和固态开关。

进一步地，

所述LC振荡电路与所述固态开关串联；

所述LC振荡电路与所述旁路开关并联。

进一步地，所述能量吸收电路包括避雷器。

本发明还提供了一种开关电路控制方法，应用于权利要求1-3任一所述的基于LC振荡强迫换流型复合式开关电路，其特征在于，

向所述机械开关发出分闸命令；

控制所述固态开关导通；

控制所述固态开关断开。

进一步地，