触发电流转移支路中的晶闸管阀T3，预充电电容C经电感L向晶闸管阀Tl反向注入电流，电流从晶闸管阀Tl向晶闸管阀T3转移，晶闸管阀Tl电流降为零时关断；
[0065]④短路电流经晶闸管阀T3、电容C、电感L和晶闸管阀T2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，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。
[0066]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种高压直流断路器，所述直流断路器基于二次电流转移原理，包括并联的主支路、电流转移支路和能量吸收支路，所述直流断路器串联连接于直流系统中，其特征在于，所述主支路包括串联的至少一个高速机械开关K和至少一个包含全控器件的电流转移模块；所述电流转移支路为桥式电流转移支路；所述能量吸收支路由非线性电阻器构成。
2.如权利要求1所述的高压直流断路器，其特征在于，所述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。
3.如权利要求2所述的高压直流断路器，其特征在于，所述电流转移模块采用由四个二极管、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。
4.如权利要求2所述的高压直流断路器，其特征在于，所述电流转移模块由反向串联连接的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。
5.如权利要求1所述的高压直流断路器，其特征在于，所述桥式电流转移支路包括并联的三组晶闸管阀串联支路和LC串联支路；第一组晶闸管阀串联支路由同向串联连接的晶闸管阀Tl和晶闸管阀T2组成； 第二组晶闸管阀串联支路由同向串联连接的晶闸管阀T5和晶闸管阀T6组成，第一组与第二组晶闸管阀支路所含晶闸管阀方向相反，中点相连；第一组与第二组晶闸管阀支路所连接中点与LC串联支路的一端相连； 第三组晶闸管阀串联支路由反向串联连接的晶闸管阀T3和晶闸管阀T4组成，两组晶闸管阀中点与LC串联支路的另一端连接； 所述LC串联支路由串联的电感L和电容C组成，电容C被预充电至设定值。
6.如权利要求1所述的高压直流断路器，其特征在于，所述非线性电阻器为避雷器。
7.一种高压直流断路器的实现方法，其特征在于，当电流转移模块采用由四个IGBT模块和电容器组成的全桥结构时，所述实现方法包括: 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，电流在电流转移模块两条并联连接的由IGBT和续流二极管串联组成的支路中均分；在直流系统正常运行期间，电流转移支路中的电容C进行被充电至设定值； 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发生接地短路故障时，对电流转移支路中的晶闸管阀Tl和T2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； ②主支路电流通过续流二极管Dl、D2对电流转移模块中的电容Cl进行充电，当电容Cl两端电压高于触发晶闸管阀Tl和T2所需的最低正向电压时，晶闸管阀Tl和T2将正常开通，流经主支路电流开始向晶闸管阀Tl和T2转移直至过零，随后分断高速机械开关K ； ③维持晶闸管阀Tl和T2导通2ms，保证高速机械开关K产生足够耐受直流系统过电压的开距；触发电流转移支路中的晶闸管阀T3，预充电电容C经电感L向晶闸管阀Tl反向注入电流，电流从晶闸管阀Tl向晶闸管阀T3转移，晶闸管阀Tl电流降为零时关断； ④短路电流经晶闸管阀T3、电容C、电感L和晶闸管阀T2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，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。
8.如权利要求7所述的实现方法，其特征在于，当电流转移模块采用由四个二极管、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: 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，电流转移支路中的电容C进行被充电至设定值； 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发生接地短路故障时，对电流转移支路中的晶闸管阀Tl和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； ②主支路电流通过续流二极管Dl、D2对电流转移模块中的电容Cl进行充电，当电容Cl两端电压高于触发晶闸管阀Tl和T2所需的最低正向电压时，晶闸管阀Tl和T2将正常开通，流经主支路电流开始向晶闸管阀Tl和T2转移直至过零，随后分断高速机械开关K ； ③维持晶闸管阀Tl和T2导通2ms，保证高速机械开关K产生足够耐受直流系统过电压的开距；触发电流转移支路中的晶闸管阀T3，预充电电容C经电感L向晶闸管阀Tl反向注入电流，电流从晶闸管阀Tl向晶闸管阀T3转移，晶闸管阀Tl电流降为零时关断； ④短路电流经晶闸管阀T3、电容C、电感L和晶闸管阀T2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，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。
9.如权利要求7所述的实现方法，其特征在于，当电流转移模块由反向串联连接的IGBT模块构成时，所述实现方法包括: 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，电流转移支路中的电容C进行被充电至设定值； 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发生接地短路故障时，对电流转移支路中的晶闸管阀Tl和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； ②主支路电流通过续流二极管Dl、D2对电流转移模块中的电容Cl进行充电，当电容Cl两端电压高于触发晶闸管阀Tl和T2所需的最低正向电压时，晶闸管阀Tl和T2将正常开通，流经主支路电流开始向晶闸管阀Tl和T2转移直至过零，随后分断高速机械开关K ； ③维持晶闸管阀Tl和T2导通2ms，保证高速机械开关K产生足够耐受直流系统过电压的开距；触发电流转移支路中的晶闸管阀T3，预充电电容C经电感L向晶闸管阀Tl反向注入电流，电流从晶闸管阀Tl向晶闸管阀T3转移，晶闸管阀Tl电流降为零时关断； ④短路电流经晶闸管阀T3、电容C、电感L和晶闸管阀T2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，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。
【专利摘要】本发明涉及一种断路器及其实现方法，具体涉及一种高压直流断路器及其实现方法。该直流断路器基于二次电流转移原理，包括并联连接的主支路、电流转移支路和能量吸收支路，所述直流电路器串联连接于直流系统中，主支路包括串联连接的至少一个高速机械开关K和至少一个包含全控器件的电流转移模块；电流转移支路为由晶闸管阀、电感、电容组成的桥式电路；能量吸收支路由非线性电阻器构成，还提供了高压直流断路器的实现方法，本发明提供的断路器电路拓扑结构简单，控制简便，且使用的电力电子器件主要为半控器件晶闸管，技术成熟，易于实现，分断电流能力大，耐受电压等级高，扩展能力强，极大程度上降低了成本。
【IPC分类】H02H3-087
【公开号】CN104767171
【申请号】CN201410004805
【发明人】曹均正, 周万迪, 罗湘, 魏晓光, 高冲
【申请人】国家电网公司, 国网智能电网研究院, 中电普瑞电力工程有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2014年1月6日