[发明专利]具备可靠快速重合闸保护能力的直流断路器及其控制方法

权利要求书

1.一种具备可靠快速重合闸保护能力的直流断路器，其特征在于，包括主支路、并联支路、逆向回路和充电支路；

所述主支路包括串联的超快速机械开关UFD和辅助换流开关LCS；

所述并联支路并联于主支路，包含晶闸管T_p和四个二极管D_p1、D_p2、D_p3、D_p4，所述晶闸管T_p和四个二极管形成桥式电路，其连接方式为：二极管D_p1和D_p2的阴极连接于晶闸管T_p阳极，二极管D_p3和D_p4的阳极连接于晶闸管T_p阴极，二极管D_p1的阳极和二极管D_p3的阴极连接于并联支路一端，二极管D_p2的阳极和二极管D_p4的阴极连接于并联支路另一端；

所述逆向回路包括晶闸管T_c、二极管D_c、电容C、电感L_c和避雷器MOV，所述晶闸管T_c的阳极和所述二极管D_c的阴极同时连接于晶闸管T_p的阳极，所述晶闸管T_c的阴极和所述二极管D_c的阳极同时连接于所述电感L_c和避雷器MOV的一端，所述电感L_c另一端连接于所述电容C一端，所述电容C另一端和MOV另一端同时连接于晶闸管T_p的阴极；

所述充电支路包括电阻R_g，所述电阻R_g一端连接晶闸管T_c阴极，另一端连接系统零电位点。

2.一种如权利要求1所述的具备可靠快速重合闸保护能力的直流断路器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：当需要开通直流电流时，控制主支路的超快速机械开关UFD和辅助换流开关LCS导通；

S2：正常运行情况下提供给晶闸管T_p间歇性导通信号，使电容C通过充电支路中R_g接地充电，使电容C电压至源端电压，即电容C充满电；

S3：当需要关断直流电时，确定断路器要进行动作，则导通晶闸管T_p；

S4：关断辅助换流开关LCS，待线路电流会从主支路转移进并联支路，且主支路电流达到零后，动作超快速机械开关UFD；

S5：超快速机械开关UFD两触点打开至设定机械距离以满足耐压需求；

S6：动作逆向回路中的晶闸管T_c，产生一个逆向回路电流；随着逆向回路电流增大，当逆向回路电流比线路电流大时，晶闸管T_p实现二极管电压嵌位关断；

S7：电容C实现反向充电，直流断路器电压达到避雷器MOV动作电压，避雷器MOV启动以耗散系统能量；

S8：判断是否存在重合闸需求；若无重合闸需求，则结束，若有重合闸需求，则进入下一步；

S9：等待一段时间，待重合闸信号发出，导通晶闸管T_p，从而电容C完成极性反转，同时晶闸管T_c实现二极管电压嵌位关断；

S10：判断是否需要进行重合闸保护；若需要进行保护，则进入S6；若不需要进行保护，则进入S11；

S11：提供给晶闸管T_p间歇性导通信号，并且闭合超快速机械开关UFD，待触点完全接触，导通辅助换流开关LCS，然后结束。