[发明专利]一种混合式直流断路器的分断方法

说明书

本发明公开了一种混合式直流断路器的分断方法。该方法包括：当主通流支路上的电流大于第一预设阈值时，关断主通流支路上的电子开关，以使电流流向转移电流支路；当主通流支路上的电流小于等于第二预设阈值时，分断主通流支路上的机械开关，第二预设阈值小于第一预设阈值；获取能量吸收支路中能量吸收单元的残压；当机械开关的耐压水平大于k倍残压时，按照预定顺序关断转移电流支路上与能量吸收单元对应的至少一个电力电子器件子模块，k为大于等于1的自然数。通过上述方式，在断路器工作时，可以有效的抑制最大故障电流峰值，减小断路器核心部件的电流应力，延长各部件的使用寿命，提升断路器整体运行的可靠性。

技术领域

本发明涉及电力电子领域，具体而言，涉及一种混合式直流断路器的分断方法。

背景技术

高压直流断路器是保证电力系统稳定安全可靠运行的关键设备之一，混合采用机械开关和全控型电力电子开关直流断路器技术兼具了机械开关的低损耗特性和电力电子开关的快速分断特性，是目前应用高压输电系统中直流分断最为有效的技术途径。

目前，混合式直流断路器包括主通流支路、转移电流支路和能量吸收支路；图1现有技术中直流断路器限流分断过程中电流电压的示意图，1为主通流支路电流，2为转移电流支路电流，3为能量吸收支路电流，4为断路器电压，如图1所示，在输电系统直流侧发生短路故障后，主通流支路电流迅速增大，直流断路器接收到保护信号后于t₁迅速启动分断，主通流支路上的电力电子开关闭锁，主通流支路电流下降，转移电流支路电流上升，实现电流从主通流支路向转移电流支路转移，在t₂时刻，主通流支路电流下降为0，主通流支路的机械开关分断，在机械开关分断完成后，闭锁转移电流支路的全部子模块，t₃时刻实现电流从转移电流支路向能量吸收支路转移，完成故障电流分断。在现有混合断路器限流分断，故障电流峰值大，直流断路器受到的电流冲击也变大，直流断路器内部的关键部件如IGBT的应力要求就更高，避雷器吸收的能量也更多，从而影响高压直流断路器的参数设计和成本。

发明内容

本发明实施例提供了一种混合式直流断路器的分断方法，以解决在断路器工作时，故障电流峰值大的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种混合式直流断路器，包括：主通流支路；转移电流支路，与主通流支路并联连接，转移电流支路包括多个串联连接的电力电子器件子模块；能量吸收支路，包括多个能量吸收单元，多个能量吸收单元中的每一个分别与至少一个电力电子器件子模块并联连接。

可选地，电力电子器件子模块包括至少两组开关模块，每组开关模块包括串联连接的至少一个开关单元，相邻两组开关模块之间反串联连接。

可选地，电力电子器件子模块包括第一全桥结构，第一全桥结构的每一个桥臂包括至少一个开关单元。

可选地，电力电子器件子模块包括第二全桥结构，第二全桥结构的每一个桥臂包括至少一个二极管，并且第二全桥结构的上、下桥臂之间连接有至少一个开关单元。

可选地，至少一个开关单元串联或并联连接。

可选地，第一全桥结构、第二全桥结构还包括缓冲均压支路，缓冲均压支路连接于全桥结构的上、下桥臂之间。

可选地，开关单元包括IGBT和与其反并联的二极管。

可选地，能量吸收单元包括串联连接的至少一个避雷器单元。

根据本发明实施例的一个方面，还提供了一种混合式直流断路器的分断方法，该方法包括，当主通流支路上的电流大于第一预设阈值时，关断主通流支路上的电子开关，以使电流流向转移电流支路；当主通流支路上的电流小于等于第二预设阈值时，分断主通流支路上的机械开关，第二预设阈值小于第一预设阈值；获取能量吸收支路中能量吸收单元的残压；当机械开关的耐压水平大于k倍残压时，按照预定顺序关断转移电流支路上与能量吸收单元对应的至少一个电力电子器件子模块，k为大于等于1的自然数。