[发明专利]一种基于电容换流单元的限流式直流断路器及其控制方法

权利要求书

1.一种基于电容换流单元的限流式直流断路器，其特征在于，包括：

主流通支路，用于实现直流线路正常工作电流的双向导通；

强制转移支路，将主流通支路上直流线路的故障电流转移到强制转移支路，并降低故障电流的幅值和上升速率；

辅助支路，用于实现主流通支路或强制转移支路的导通；

能量吸收支路，用于吸收强制转移支路中电容换流单元存储的直流线路的能量；

所述能量吸收支路与主流通支路和强制转移支路并联，所述辅助支路与主流通支路或强制转移支路串联；

所述强制转移支路包括第一电容换流单元、与第一电容换流单元串联的第一限流电感、第二电容换流单元以及与第二电容换流单元串联的第二限流电感；

所述第一电容换流单元包括第一储能电容、第一卸能电阻、第一机械开关、第一上桥臂、第一下桥臂、第二上桥臂和第二下桥臂；

所述第一上桥臂和第一下桥臂串联，第二上桥臂和第二下桥臂串联，且第一卸能电阻与第一机械开关串联后，与第一储能电容并联。

2.根据权利要求1所述的基于电容换流单元的限流式直流断路器，其特征在于，所述第二电容换流单元包括第二储能电容、第二卸能电阻、第二机械开关、第三上桥臂、第三下桥臂、第四上桥臂和第四下桥臂；

所述第三上桥臂和第三下桥臂串联，第四上桥臂和第四下桥臂串联，且第二卸能电阻与第二机械开关串联后，与第二储能电容并联。

3.根据权利要求2所述的基于电容换流单元的限流式直流断路器，其特征在于，所述第一上桥臂、第二上桥臂、第三上桥臂和第四上桥臂均包括N个串联的二极管，N个二极管的方向相同；

所述第一下桥臂、第二下桥臂、第三下桥臂和第四下桥臂均包括N个串联的IGBT模块，所述IGBT模块包括IGBT和与IGBT反并联的二极管，且IGBT模块中IGBT的方向相同。

4.根据权利要求3所述的基于电容换流单元的限流式直流断路器，其特征在于，所述第一上桥臂中第一个二极管的阳极连接公共点K，第N个二极管的阴极连接公共点G；

所述第一下桥臂中第一个IGBT的集电极连接公共点K，第N个IGBT的发射极连接公共点H；

所述第二上桥臂中第一个二极管的阳极连接公共点E，第N个二极管的阴极连接公共点G；

所述第二下桥臂中第一个IGBT的集电极连接公共点E，第N个IGBT的发射极连接公共点H；

所述第一储能电容一端连接公共点G，另一端连接公共点H；

所述第一机械开关一端连接公共点G，其另一端连接第一卸能电阻的一端，所述第一卸能电阻的另一端连接公共点H；

所述第一限流电感的一端连接公共点E，另一端连接公共点C。

5.根据权利要求4所述的基于电容换流单元的限流式直流断路器，其特征在于，所述第三上桥臂中第一个二极管的阳极连接公共点F，第N个二极管的阴极连接公共点I；

所述第三下桥臂中第一个IGBT的集电极连接公共点F，第N个IGBT的发射极连接公共点J；

所述第四上桥臂中第一个二极管的阳极连接公共点D，第N个二极管的阴极连接公共点I；

所述第四下桥臂中第一个IGBT的集电极连接公共点D，第N个IGBT的发射极连接公共点J；

所述第二储能电容一端连接公共点I，另一端连接公共点J；

所述第二机械开关一端连接公共点I，其另一端连接第二卸能电阻的一端，所述第二卸能电阻的另一端连接公共点J；

所述第二限流电感的一端连接公共点B，另一端连接公共点F。