[发明专利]一种直流固态断路装置

说明书

本申请提供一种直流固态断路装置，所述装置包括：开关单元，所述开关单元包括：主开关电路和辅助开关电路；所述主开关电路用于串联在电源和负载构成的回路中，所述辅助开关电路并联在所述主开关电路两端；所述辅助开关电路包括：第一开关和第一电感，所述第一开关和所述第一电感串联；所述第一开关的一端分别与所述电源正极和所述主开关电路的一端连接，所述第一开关的另一端与所述第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端分别与所述主开关电路的另一端和所述负载连接；所述辅助开关电路，用于控制所述主开关电路零电压导通，在实现直流断路器中的开关器件的电压过零导通的前提下，降低直流固态断路装置复杂度。

技术领域

本申请涉及电力技术领域，具体而言，涉及一种直流固态断路装置。

背景技术

随着可再生能源的快速发展及人民生活用电质量的提升，直流电网以其独特的优势得到人们广泛认可。与交流电网相比直流电网具有以下优势：(1)可直接对占生产、生活用电份额大的直流负荷供电，减少了中间的电力变换环节；(2)易于接入大量的分布式能源系统；(3)没有无功环节，增加了电能传输容量与传输距离；(4)易于控制，无谐波，电能质量好等。

直流断路器作为直流电网稳定运行的重要保护设备，近年来也受到大量学者的重视。直流电力系统中因为无自然过零点，流过的电流为一恒定值，当固态开关动作时承受的应力非常大，因此，如何实现开关器件的电压过零导通以减缓固态开关动作时承受的应力是直流固态短路器的难点之一。

虽然现有的直流断路器能够实现开关器件的电压过零导通，但是其所需器件较多，电路结构复杂的弊端。

申请内容

鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种直流固态断路装置，以在实现直流断路器中的开关器件的电压过零导通的前提下，降低直流固态断路装置复杂度。

第一方面，本申请实施例提供一种直流固态断路装置，所述装置包括：开关单元，所述开关单元包括：主开关电路和辅助开关电路；所述主开关电路用于串联在电源和负载构成的回路中，所述辅助开关电路并联在所述主开关电路两端；所述辅助开关电路包括：第一开关和第一电感，所述第一开关和所述第一电感串联；所述第一开关的一端分别与所述电源正极和所述主开关电路的一端连接，所述第一开关的另一端与所述第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端分别与所述主开关电路的另一端和所述负载连接；所述辅助开关电路，用于控制所述主开关电路零电压导通。

在上述实现过程中，由于所述辅助开关电路并联在所述主开关电路两端，在需要控制所述主开关电路零电压导通时，控制所述辅助开关电路的第一开关导通，利用流经电感的电流不能发生突变的特性，实现所述第一开关的零电流导通，降低开关损耗，其次，由于流经第一电感的电流值短时间内迅速增加，在负载两端的电压为电源电压时，此时控制开关电路导通，由于负载两端的电压为电源电压，因此，实现主开关电路的零电压导通，降低开关损耗，同时由于所述辅助开关电路中的器件较少(一个开关和一个电感串联)，电路结构简单，可以降低直流固态短断路装置的制造成本。

基于第一方面，在一种可能的设计中，所述开关单元还包括：谐振电路；所述谐振电路的一端分别与所述主开关电路、所述辅助开关电路和所述负载的一端连接，所述谐振电路的另一端与所述电源负极和所述负载的另一端连接；所述谐振电路，用于控制所述主开关电路零电流断开。

在上述实现过程中，通过将谐振电路与所述主开关电路和所述辅助开关电路连接，继而利用所述谐振电路控制所述主开关电路零电流断开，以减缓开关动作时所承受的应力，降低直流固态断路装置中的开关损耗。

基于第一方面，在一种可能的设计中，所述谐振电路包括：电容、第二开关、第三开关和第二电感，所述电容的一端分别与所述第一开关和所述第二电感连接，所述电容的另一端分别与所述第二开关的一端和所述第三开关的一端连接，所述第二开关和所述第三开关并联，所述第二开关的另一端分别与所述电源负极和所述负载连接，所述第三开关的另一端分别与所述电源负极和所述负载连接。