[发明专利]一种机械开关并联的自然换流型直流断路器及控制方法

权利要求书

1.一种机械开关并联的自然换流型直流断路器，其特征在于，所述机械开关并联的自然换流型直流断路器包括主通流支路、转移支路和能量吸收支路，其中，

所述主通流支路包括真空快速机械开关；

所述转移支路由气体快速机械开关和固态开关并联组成，所述真空快速机械开关与所述气体快速机械开关并联；其中，所述气体快速机械开关为SF₆快速机械开关；所述固态开关包括一个或多个双向固态开关模块；

当自然换流型直流断路器连接的直流系统发生故障后，首先分闸真空快速机械开关，SF₆快速机械开关保持合闸；待电流完全转移至SF₆快速机械开关时，分闸SF₆快速机械开关支路。

2.根据权利要求1所述的机械开关并联的自然换流型直流断路器，其特征在于，所述双向固态开关模块为二极管组成的二极管桥模块、电力电子器件组成的反并联模块或电力电子器件组成的全桥模块中的任意一种。

3.根据权利要求2所述的机械开关并联的自然换流型直流断路器，其特征在于，所述电力电子器件为IGBT、IGCT、IEGT中的任意一种。

4.根据权利要求1或3所述的机械开关并联的自然换流型直流断路器，其特征在于，所述能量吸收支路包括避雷器。

5.一种机械开关并联的自然换流型直流断路器控制方法，其特征在于，直流系统故障时包括，

控制主通流支路的真空快速机械开关分闸，控制转移支路的气体快速机械开关保持合闸，其中，所述转移支路由气体快速机械开关和固态开关并联组成，所述真空快速机械开关与所述气体快速机械开关并联；其中，所述气体快速机械开关为SF₆快速机械开关；所述固态开关包括一个或多个双向固态开关模块；

当所述主通流支路的故障电流完全转移至转移支路，控制所述转移支路的气体快速机械开关分闸。

6.根据权利要求5所述的机械开关并联的自然换流型直流断路器控制方法，其特征在于，控制主通流支路的真空快速机械开关分闸时，所述真空快速机械开关的弧压大于气体快速机械开关的导通压降。

7.根据权利要求6所述的机械开关并联的自然换流型直流断路器控制方法，其特征在于，还包括，

当气体快速机械开关触头开距达到一定距离时，控制固态开关的一个或多个双向固态开关模块均导通，强迫故障电流由气体快速机械开关转移至一个或多个固态开关模块；

控制气体快速机械开关继续做分闸运动；

当气体快速机械开关的触头间隙能够承受瞬态恢复电压后，控制固态开关中的一个或多个双向固态开关模块均关断，故障电流从固态开关转移至能量吸收支路；

所述能量吸收支路控制故障电流下降为零。

8.根据权利要求7所述的机械开关并联的自然换流型直流断路器控制方法，其特征在于，所述气体快速机械开关的弧压大于固态开关的导通压降。