[发明专利]一种双向固态断路器

权利要求书

1.一种双向固态断路器，其特征在于，包括：

第一三极管和第二三极管，所述第一三极管的集电极与第一直流端连接，所述第一三极管的发射极与所述第二三极管的发射极连接，所述第二三极管的集电极与第二直流端连接；

第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阴极与所述第一三极管的集电极连接，所述第一二极管的阳极与所述第一三极管的发射极连接，所述第二二极管的阳极与所述第二三极管的发射极连接，所述第二二极管的阴极与所述第二三极管的集电极连接，其中，三极管和二极管所在支路为主开关支路；

第一晶闸管至第五晶闸管，所述第一晶闸管的阳极和第三晶闸管的阴极连接后，与所述第一直流端连接，所述第一晶闸管的阴极与第二晶闸管的阴极连接并具有第一节点，所述第二晶闸管的阳极与第四晶闸管的阴极连接后，与所述第二直流端连接，所述第三晶闸管的阳极与所述第四晶闸管的阳极连接并具有第二节点；

电阻和电容，所述电阻与所述第五晶闸管串联后，与所述电容并联，所述电容并联在所述第一节点和所述第二节点之间，所述第五晶闸管的阳极与所述第一节点连接，其中，所述第一晶闸管、所述电容和所述第四晶闸管构成故障电流转移支路，所述第五晶闸管、所述电阻和所述电容构成能量释放回路；所述主开关支路发生故障时，通过所述故障电流转移支路降低主开关支路电流应力，并通过所述能量释放回路释放能量，以快速阻断短路电流，并保证直流系统安全运行。

2.如权利要求1所述的双向固态断路器，其特征在于，所述第一直流端与直流电源连接，所述第二直流端与负载连接，或者，所述第二直流端与所述直流电源连接，所述第一直流端与所述负载连接。

3.如权利要求2所述的双向固态断路器，其特征在于，当所述第一直流端与所述直流电源连接，所述第二直流端与所述负载连接，所述双向固态断路器在正常工作状态时，工作电流从所述第一直流端流经所述第一三极管、所述第二二极管至所述第二直流端。

4.如权利要求3所述的双向固态断路器，其特征在于，所述第一晶闸管和所述第四晶闸管用于在所述第二直流端发生短路故障时，接收控制指令并导通，以降低主开关支路电流应力，其中，所述第一三极管在主开关支路电流应力降低后关断。

5.如权利要求4所述的双向固态断路器，其特征在于，所述电容用于在所述第一晶闸管和所述第四晶闸管导通后，吸收所述故障电流转移支路的故障电流，其中，所述故障电流降低为零时，短路故障被隔离，所述第一晶闸管和所述第四晶闸管自动关断。

6.如权利要求5所述的双向固态断路器，其特征在于，所述第五晶闸管用于在短路故障被隔离后导通，以通过所述能量释放回路释放所述电容储存的能量，并通过所述电阻消耗所述能量，其中，所述能量释放回路的电流降低为零时，所述第五晶闸管关断，能量释放过程结束，并重新进行重合闸操作。

7.如权利要求6所述的双向固态断路器，其特征在于，还包括：

两个电流检测器，分别与所述第一直流端和所述第二直流端连接，两个所述电流检测器分别用于检测所述第一直流端和所述第二直流端的电流；

两个电流互感器，分别与相应的电流检测器连接，两个所述电流互感器分别用于感应出与相应电流检测器检测电流方向相反的感应电流；

模数转换模块和滤波模块，所述模数转换模块与两个所述电流互感器连接，所述滤波模块与所述模数转换模块连接，所述模数转换模块和所述滤波模块分别用于对两路所述感应电流进行模数转换和滤波，得到两路数字电流；

差动继电器和控制单元，所述差动继电器与所述滤波模块连接，所述控制单元与所述差动继电器连接，所述控制单元用于根据所述差动继电器的输入电流对三极管和晶闸管进行控制。

8.如权利要求7所述的双向固态断路器，其特征在于，所述双向固态断路器正常运行或外部发生故障时，所述差动继电器的输入电流为两路所述数字电流取差值运算后的电流，并记为第一电流，所述双向固态断路器发生内部故障时，所述输入电流为两路所述数字电流进行求和运算后的电流，并记为第二电流。