[发明专利]一种桥式电路、直流电流分断装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于直流分断装置技术领域，特别涉及一种桥式电路及其控制方法，以及基于该桥式电路的直流分断装置及其控制方法。

背景技术

随着多端直流输电技术的发展，高压直流断路器将成为保证系统安全稳定运行的关键设备之一。

中国专利公开号CN102823121A公开了用于限制电力传输或分配线的电流和使其断路的装置中的开关模块，其功率半导体开关器件两端均并联有一个RCD缓冲电路，或每两个反向串联连接的功率半导体开关器件共用一个全桥RCD缓冲电路。由于直流断路器分断电流大，功率半导体开关器件多采用压接式器件。RCD缓冲电路仅可安装在狭窄的散热器和压接式功率半导体开关器件的厚度空间内，厚度往往在50mm～80mm之间，不利于二极管和电容的选型与安装。此外，直流断路器采用的功率半导体开关器件数量很多，从而RCD缓冲电路的数量也很多。

中国专利公开号CN103280763A公开了一种直流断路器及其实现方法，通过全桥/半桥结构换流器级联构成断流单元和换流单元。全桥结构换流器中四个功率半导体开关器件共用一个电容作为缓冲电路，半桥结构换流器中两个功率半导体开关器件共用一个电容作为缓冲电路，相比CN102823121A，其缓冲电路数量少且安装空间大。但是该直流断路器在完成电流分断操作后，全桥/半桥结构换流器的电容带有高电压，若此时进行重合闸操作，将导致全桥或半桥的桥臂短路放电，使功率半导体开关器件损坏。重合闸是指当线路故障清除后，在短时间内闭合断路器；由于实际上大多数线路故障为瞬时或暂时性的，因此重合闸是运行中常采用的自恢复供电方法之一，是断路器不可或缺的重要功能。

基于目前断路器结构中存在的前述问题，本案发明人进行深入研究，终有本案产生。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种桥式电路及其控制方法，其包含的缓冲及重合闸模块数量少，安装空间大。

本发明的另一目的，在于提供一种直流电流分断装置及其控制方法，其具有重合闸功能，重合闸操作过程中线路电压振荡小。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种桥式电路，包括H桥开关模块，还包括缓冲及重合闸模块,所述H桥开关模块包含四个功率半导体开关器件，每两个功率半导体开关器件同向串联构成一个桥臂，两个桥臂并联连接，且两个桥臂中点分别作为输入端和输出端；缓冲及重合闸模块与H桥开关模块的两个桥臂相互并联连接，所述缓冲及重合闸模块包括重合闸电路与RCD电路，或者，包括重合闸电路与电容、电阻。

更进一步的，所述缓冲及重合闸模块可以优选考虑以下六种方式。

一、缓冲及重合闸模块包括一个RCD电路和一个重合闸电路；所述RCD电路包括一个二极管、一个电容和两个电阻，其中，二极管和电容串联连接、且二极管的阴极连接于电容的一端，两个电阻分别并联在二极管、电容的两端；所述重合闸电路包括一个电阻和一个功率半导体开关器件，电阻和功率半导体开关器件串联连接；所述RCD电路和所述重合闸电路相互并联连接。

二、缓冲及重合闸模块包括一个RCD电路和一个重合闸电路；所述RCD电路包括一个二极管、一个电容和两个电阻，其中，二极管和电容串联连接、且二极管的阴极连接于电容的一端，两个电阻分别并联在二极管、电容的两端；所述重合闸模块包括一个电阻、一个功率半导体开关器件和一个二极管，电阻和功率半导体开关器件串联连接，二极管并联连接于电阻两端、且功率半导体开关器件和二极管的串联方向相反；所述RCD电路和所述重合闸电路相互并联连接。

三、缓冲及重合闸模块包括一个RCD电路和一个重合闸电路；所述RCD电路包括一个二极管、一个电容和两个电阻，其中，二极管和电容串联连接、且二极管的阴极连接于电容的一端，两个电阻分别并联在二极管、电容的两端；所述重合闸电路包括一个电阻和一个功率半导体开关器件，电阻和功率半导体开关器件串联连接；所述重合闸电路并联连接与RCD电路的电容两端。

四、缓冲及重合闸模块包括一个RCD电路和一个重合闸电路；所述RCD电路包括一个二极管、一个电容和两个电阻，其中，二极管和电容串联连接、且二极管的阴极连接于电容的一端，两个电阻分别并联在二极管、电容的两端；

所述重合闸模块包括一个电阻、一个功率半导体开关器件和一个二极管，电阻和功率半导体开关器件串联连接，二极管并联连接于电阻两端、且功率半导体开关器件和二极管的串联方向相反；所述重合闸电路并联连接与RCD电路的电容两端。