[发明专利]一种主动谐振型直流转换开关及其控制方法

说明书

本发明公开了一种主动谐振型直流转换开关，所述直流转换开关包括：电子开关、第一避雷器、主开关支路、第二避雷器和LC振荡电路；所述主开关支路包括串联连接的主开关和辅助开关；所述电子开关和所述第一避雷器均与所述辅助开关并联；所述第二避雷器与所述LC振荡电路均与所述主开关支路并联。本发明通过配置电子开关，通过控制电子开关的开断来引起LC振荡电路的强迫振荡，提高LC振荡电路的振荡频率，从而加快了转换开关的关断速度，使LC振荡回路中配置的电容值远低于传统的直流转换开关，提高了经济性，并且降低了直流转换开关的体积。

技术领域

本发明涉及直流转换技术领域，特别是涉及一种主动谐振型直流转换开关及其控制方法。

背景技术

直流转换开关由开断装置、电容器、电抗器和避雷器组成，是保证高压直流输电系统可靠运行的重要设备。直流转换开关可以在直流电网中实现故障隔离以及运行方式的转换。

直流转换开关依靠开断装置的电弧不稳定性和负阻特性在LC回路中激发产生振荡电流，其幅值大于直流电流时，流过开断装置的电流产生过零点而熄弧，最终完成电流转换。

在现有技术的直流转换开关中，为了在开断装置燃弧过程中产生足够的振荡电流，电容值通常选取的较大(例如几十微法)。这造成直流转换开关成本和体积增加。

另一方面，现有的直流转换开关中机械开关燃弧时间过长(例如几十毫秒)，机械开关寿命短，降低了直流转换开关的整个服役周期的经济性。

另外，现有技术的直流转换开关中LC的振荡频率较低(例如2kHz)，存在关断速度慢，关断电流低等缺陷。

如何克服现有的直流转换开关存在的体积大、寿命短、关断速度慢及关断电流低的缺陷是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种主动谐振型直流转换开关及其控制方法，以克服现有的直流转换开关存在的体积大、寿命短、关断速度慢及关断电流低的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种主动谐振型直流转换开关，所述直流转换开关包括：电子开关、第一避雷器、主开关支路、第二避雷器和LC振荡电路；

所述主开关支路包括串联连接的主开关和辅助开关；

所述电子开关和所述第一避雷器均与所述辅助开关并联；

所述第二避雷器与所述LC振荡电路均与所述主开关支路并联。

可选的，所述电子开关为单个全控型电力电子开关、并联连接的两个全控型电力电子开关、对向串联连接的两个全控型电力电子开关、由全控型电力电子开关组成的半桥电路和/或由全控型电力电子开关组成的全桥电路。

可选的，所述电子开关还包括二极管，所述二极管与所述全控型电力电子开关反向并联。

可选的，所述全控型电力电子开关为IGBT或IEGT。

可选的，所述直流转换开关还包括第一晶闸管和第二晶闸管；

所述第一晶闸管和所述第二晶闸管反向并联形成晶闸管对；

所述晶闸管对与所述LC振荡电路串联连接后并联在所述主开关支路的两端。

可选的，所述主开关和所述辅助开关均为真空开关(真空机械开关)。

可选的，所述主开关为高压真空开关(高压真空机械开关)。

一种主动谐振型直流转换开关的控制方法，所述控制方法应用于主动谐振型直流转换开关，工作时，主动谐振型直流转换开关连接在高压直流输电系统中，所述控制方法包括如下步骤：