[发明专利]直流断路器的拓扑结构及其控制方法

权利要求书

1.一种直流断路器拓扑结构的控制方法，所述直流断路器拓扑结构采用“T型”双向对称结构；该直流断路器拓扑结构由第一电流通路(1)、第二电流通路(2)和第三电流通路(3)构成，第二电流通路(2)和第三电流通路(3)并联后与第一电流通路(1)的中点连接成双向对称的T型结构；第一电流通路(1)中间的b引出端子与第二电流通路(2)和第三电流通路(3)并联后的一端连接，第一电流通路(1)的c引出端子与直流输、配电线路连接；第二电流通路(2)和第三电流通路(3)并联后的另一端接地；第一电流通路(1)的a引出端子与直流输配电系统的等值电感L9的一端连接，其中等值电感L9是在直流断路器运行回路中，包含直流输配电系统换流器桥臂电感、平波电抗器和线路电感在内的总的等值电感；第一电流通路(1)由第一辅助断路器(16)和第二辅助断路器(17)构成；第一辅助断路器由第一快速机械开关(4)和第一换流单元(18)串联组成，所述第二辅助断路器由第二换流单元(19)和第二快速机械开关(14)串联组成；第一辅助断路器和第二辅助断路器结构对称，元件相同；所述第一快速机械开关和第二快速机械开关为参数相同的元件,均采用快速机械开关或采用大功率电力电子器件V的双向反并联结构,在电流从第一电流通路转移到第二电流通路后断开，主要起耐压作用；其特征在于，首先设定直流断路器拓扑结构的电流方向从第一辅助断路器流向第二辅助断路器，其控制方法包括如下步骤：

(1)故障分闸控制

故障前，第一快速机械开关、第一换流单元、第二快速机械开关、第二换流单元均导通，断流单元关断，电流通过第一电流通路；故障发生后，各部分触发控制时序由预先整定的电流限值决定；

a.故障发生后，当检测到电流达到某一限值，触发断流单元使其导通；

b.触发第二换流单元使其关断，电流迅速从第一电流通路向第二电流通路转移；

c.触发第二快速机械开关使其关断；

d.待第二快速机械开关可靠恢复耐压能力后，触发断流单元使其关断，第三电流通路中的能量吸收单元在关断过电压达到其起始动作电压后由高阻态变为低阻态，电流迅速从第二电流通路向第三电流通路转移；

e.能量吸收单元中的避雷器耗散开断过程中的能量并限制过电压，第二换流单元和断流单元得到有效保护；

f.触发系统隔离开关(8)使其关断，完成故障分闸；

(2)检修分闸控制

a.触发断流单元使其导通；

b.触发第二换流单元使其关断；

c.触发第二快速机械开关使其关断；

d.待第二快速机械开关可靠恢复耐压能力后，触发断流单元使其关断；

e.第三电流通路能量吸收单元中的避雷器耗散开断过程中的能量并限制过电压；

f.触发系统隔离开关(8)使其关断，完成检修隔离；

(3)合闸控制

a.触发第二换流单元使其导通；

b.触发第一快速机械开关、第二快速机械开关使其导通；

c.触发系统隔离开关(8)使其导通，完成合闸正常运行；

(4)故障识别控制

a.检测电流达到预先整定限值时，触发断流单元使其导通；

b.若检测电流恢复，触发断流单元使其关断；若检测电流继续升高，触发第二换流单元使其关断，触发第二快速机械开关使其关断；

c.若检测电流恢复，触发第二换流单元使其导通，触发第二快速机械开关使其导通，触发断流单元使其关断；若检测电流继续升高，触发断流单元使其关断；

所述直流断路器拓扑结构的控制方法均假定电流方向从第一辅助断路器流向第二辅助断路器，当电流反向流通时，应在对应步骤中操作第一换流单元和第一快速机械开关，其他步骤相同。