电流转移支路对电容C’进行充电，直至电容C’极性反转，当其幅值达到避雷器动作阈值时，避雷器动作；短路电流转移至避雷器中，直流系统能量将被其所消耗吸收，所述直流断路器完成分断。
[0031]与现有技术比，本发明达到的有益效果是:
[0032]1、本发明所提供的断路器正常运行时，由高速机械开关和少量电力电子器件流通，通态损耗小；
[0033]2、本发明所提供的断路器能够实现机械开关的无弧分断，能够延长开关的使用寿命，提高开关的分断速度，易于实现开关串联连接时的均压问题；
[0034]3、本发明所提供的断路器拓扑所使用主要为半控型电力电子器件，技术成熟，易于实现，且极大降低了制造成本；
[0035]4、本发明所提供的断路器所用电容只对晶闸管可靠关断产生影响，而不会影响高速开关性能，并联于断路器两端装设有能量吸收支路，用于限制分断产生的过电压，极大的降低了电容的体积和成本；
[0036]5、本发明所提供的断路器所使用晶闸管具有很强的通流能力，使得其分断电流能力大为增强，且不需要采用器件的并联连接；
[0037]6、本发明所提供的断路器所使用晶闸管较高的耐压能力，应用于高电压等级时在技术和经济性上都更具有优势；
[0038]7、本发明所提供的断路器结构新颖、控制简单，动作迅速，耐受电压等级高，且易于扩展至不同电压等级直流电网，包含传统特高压直流电网。
【附图说明】
[0039]图1是本发明提供的混合式高压直流断路器拓扑结构图；
[0040]图2是本发明提供的电流转移模块的实施例一；
[0041 ]图3是本发明提供的电流转移模块的实施例二 ；
[0042]图4是本发明提供的电流转移模块的实施例三；
[0043]图5是本发明提供的采用电流转移模块的实施例一时断路器的分断示意图。
【具体实施方式】
[0044]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0045]本发明提供的混合式高压直流断路器拓扑结构如图1所示，混合式高压直流断路器通过端口 1、2串联接入直流系统中，包含有四条支路，分别是由至少一个高速机械开关和至少一个电流转移模块构成的主支路、两组晶闸管阀反并联构成的第一电流转移支路、并联的晶闸管阀与电容串联组合与电感串联连接构成的第二电流转移支路以及由非线性电阻器构成的能量吸收支路。非线性电阻器可由避雷器组成。
[0046]电流转移模块采用由四个IGBT模块和电容器Cl组成的全桥结构；每个IGBT模块均由IGBT器件以及与其反并联的续流二极管组成，如图2所示；还可采用由四个二极管、并联的电容器C2和IGBT模块支路组成的桥式电路结构，所述IGBT模块由IGBT器件以及与其反并联的续流二极管组成，如图3所示；或是由反向串联连接的IGBT模块构成，电容器C3并联在反向串联连接的IGBT模块支路的两端；所述IGBT模块由IGBT器件以及与其反并联的续流二极管组成，如图4所示。
[0047]所述第一电流转移支路由两组反并联的晶闸管阀构成；两组晶闸管阀分别用Tl和T2表示；所述第二电流转移支路包括串联的电感L和晶闸管阀-电容模块；所述晶闸管阀-电容模块由并联的两组晶闸管阀-电容串联支路构成；两组晶闸管阀-电容串联支路均由串联的晶闸管阀和电容器组成，两组晶闸管阀通流反向相反；每组电容都被充电电源预充电至设定值；两组晶闸管阀分别用T3和T4表示；电容器分别用C和C’表示。
[0048]本发明还提供一种高压直流断路器的实现方法，包括:
[0049]以选用图2所示电流转移模块的实施例来阐述所提高压直流断路器的工作原理，如图5所示。当直流系统正常运行时，高速开关K闭合，电流转移模块中四个IGBT器件处于触发状态，稳态电流流经主支路中串联连接的闻速机械开关K和电流转移|旲块，稳态电流在电流转移模块两条并联连接的IGBT和续流二极管组成的串联支路中被均分。电流转移模块若能耐受高于第一电流转移支路的通态压降，使得晶闸管成功开通而自身不被损坏，即能使得电流的顺利转移，因此其所需要具备的耐压能力很低，一个模块单元即能满足正常运行的需求，降低了主支路中使用的电力电子器件个数，使得断路器正常运行时产生的损耗很小。在系统正常运行期间，通过辅助电源系统对第二电流转移支路中电容进行预充电。
[0050]以单侧短路故障为例，阐述断路器在故障时的工作原理。当系统在右侧端口发生接地短路故障时，首先将电源与电容器隔离，然后对第一电流转移支路中的T2阀施加长触发脉冲，再闭锁主支路电流转移模块中的四个IGBT器件。此时，主支路电流对通过续流二极管Dl、D2对电容进行充电，由于初始电压过低，晶闸管收到触发脉冲，但依然无法开通，当电容两端电压高于触发阀T2所需的最低正向电压时，阀T2将正常开通，流经主支路电流开始向阀T2转移直至过零，随后分断快速机械开关。维持阀T2导通2ms，使得高速机械开关产生足够耐受系统过电压的开距。此时，触发第二电流转移支路中的晶闸管阀T4，预充电电容经电感向阀T2反向注入电流，电流从第一转移支路向第二转移支路转移，T4电流降为零时关断，通过设计合适的参数，保证阀T2能够可靠关断。短路电流经电感L、晶闸管阀T4所在的第二电流转移支路对电容C’进行充电，直至电容C’极性反转，当其幅值达到避雷器动作阈值时，避雷器动作；短路电流转移至避雷器中，直流系统能量将被其所消耗吸收，所述直流断路器完成分断。
[0051]发生另一侧故障时，则按照上述时序，依次触发另一组晶闸管阀。
[0052]当电流转移模块采用图3所示的由四个二极管、并联的电容器和IGBT模块支路组成的桥式电路结构时，所述实现方法包括:
[0053]一)当直流系统正常运行时，高速机械开关K闭合，电流转移模块中IGBT器件处于触发状态；稳态电流经主支路中串联连接的高速机械开关K和电流转移模块流通；在直流系统正常运行期间，第二电流转移支路中的电容C和C’被充电至设定值；
[0054]二)直流系统发生单侧短路故障:①当直流系统在断路器右侧端口发生接地短路故障时，对第一电流转移支路中的晶闸管阀T2施加长触发脉冲，再闭锁主支路电流转移模块中的IGBT器件；
[0055]②主支路中电流通过续流二极管D1、D2对电流转移模块中电容Cl进行充电，当电容Cl两端电压高于触发晶闸管阀T2所需的最低正向电压时，晶闸管阀T2将被触发开通，流经主支路电流开始向晶闸管阀T2转移直至过零，随后分断高速机械开关K ；
[0056]③维持晶闸管阀T2导通2ms，保障高速机械开关K无弧分断并产生足够耐受直流系统过电压的开距；触发第二电流转移支路中的晶闸管阀T4，与之串联的带有预充电压的电容C’经电感L向晶闸管阀T2反向注入电流，电流从第一电流转移支路向第二电流转移支路转移，晶闸管阀T4在其电流降为零后关断；
[0057]④短路电流经电感L、晶闸管阀T4所在的第二电流转移支路对电容C’进行充电，直至电容C’极性反转，当其幅值达到避雷器动作阈值时，避雷器动作；短路电流转移至避雷器中，直流系统能量将被其所消耗吸收，所述直流断路器完成分断。
[0058]当电流转移模块由如图4所示由反向串联连接的IGBT模块构成时，所述实现方法包括:
[0059]一)当直流系统正常运行时，高速机械开关K闭合，电流转移模块中两个IGBT器件处于触发状态；稳态电流流经主支路中串联连接的高速机械开关K和电流转移模块；在直流系统正常运行期间，第二电流转移支路中的电容C和C’被充电至设定值；
[0060]二)直流系统发生单侧短路故障:①当直流系统在断路器右侧端口发生接地短路故障时，对第一电流转移支路中的晶闸管阀T2施加长触发脉冲，再闭锁主支路电流转移模块中的两个IGBT器件；
[0061]②主支路中电流对电流转移模块中电容Cl进行充电，当电容Cl两端电压高于触发晶闸管阀T2所需的最低正向电压时，晶闸管阀T2将被触发开通，流经主支路电流开始向晶闸管阀T2转移直至过零，随后分断高速机械开关K ；
[0062]③维持晶闸管阀T2导通2ms，保障高速机械开关K无弧分断并产生足够耐受直流系统过电压的开距；触发第二电流转移支路中的晶闸管阀T4，与之串联的带有预充电压的电容C’经