[发明专利]一种多端有源谐振式直流断路器及其控制方法

权利要求书

1.一种多端有源谐振式直流断路器，其特征在于：包括一个换流站侧断路器、多个线路侧断路器和多个超快速机械开关；所述换流站侧断路器并联在换流站出站口，用于切断换流站侧的直流故障电流；所述线路侧断路器并联安装在换流站的各直流出线上，用于阻断线路侧的故障电流；所述超快速机械开关串联安装在各直流线路上，位于所述换流站侧断路器和所述线路侧断路器之间，每个线路侧断路器均串联一个超快速机械开关；

其中，所述的一种多端有源谐振式直流断路器的控制方法，当直流电网运行正常时，所述超快速机械开关上流过正常电流，线路侧断路器中的第二电容器组通过二极管阀组和限流电阻进行预充电，换流站侧断路器不接入电网；

直流故障发生后，换流站对故障点放电，故障电流迅速上升，到达直流保护整定值后，换流站侧断路器、线路侧断路器开始动作，外部电网给超快速机械开关发送关断信号；在2ms的延时后，超快速机械开关触头分离，但是由于没有电流过零点，换流站继续通过超快速机械开关的电弧向故障点馈入电流；此时，导通线路侧和换流站侧的第一、第二晶闸管阀组，分别将第一电容器组中的预充电电容和限流电感接入故障回路中，三者产生的谐振电流与故障电流反向，创造电流过零点，超快速机械开关触头间电弧熄灭；至此，故障线路和电网已经实现隔离；

在换流站侧，故障线路隔离之后，换流站还会继续通过第一晶闸管阀组对第一电容器组充电；在电容电压上升达到并联的第一氧化锌避雷器阈值电压后，第一氧化锌避雷器导通消耗能量，电流逐渐减小；在换流站侧断路器上电流过零后，第一晶闸管阀组自然熄灭，换流站侧故障隔离过程结束；

在线路侧，故障线路隔离之后，线路电感和限流器电感对第二电容器组进行反向充电，在电容电压上升达到并联的第二氧化锌避雷器阈值电压后，第二氧化锌避雷器导通消耗电感上储存的能量，电流逐渐减小；在线路侧的断路器上电流过零后，第二晶闸管阀组自然熄灭，线路侧故障隔离过程结束。

2.根据权利要求1所述的一种多端有源谐振式直流断路器，其特征在于：所述换流站侧断路器包括第一晶闸管阀组、限流电感、第一电容器组和第一氧化锌避雷器；所述第一晶闸管阀组、限流电感和第一电容器组依次串联，所述第一电容器组两端并联第一氧化锌避雷器。

3.根据权利要求1所述的一种多端有源谐振式直流断路器，其特征在于：所述线路侧断路器包括第二晶闸管阀组、二极管阀组、限流电阻、第二电容器组和第二氧化锌避雷器；所述第二晶闸管阀组与所述第二电容器组串联；所述二极管阀组和所述限流电阻串联，并同时与所述第二晶闸管阀组并联；所述第二电容器组两端并联所述第二氧化锌避雷器。