要包括选择开关和零值检测器，其中零值检测器是由一个过零 比较器和一个触发子系统构成的，触发子系统的导通工作条件是过零比较器的输出信号， 即当过零比较器的输出信号为大于零的时候，其输出信号1，该个阶跃信号使得触发子系统 导通，输出脉冲使得选择开关进行动作，进行线路短路故障的切除。
[0027] 一种变压型高压直流断路器短路故障的切除方法，包括（a)外环控制步骤、化）内 环控制步骤、（C)辅助控制步骤。
[002引其中（a)内环控制步骤包括W下步骤：
[0029] (al)电压传感器采集到高压直流断路器的输出端电压V。；
[0030] (a2)输出端电压V。经过外环低通滤波器LPF后与输出端电压参考值V进行比 较；
[0031] (a3)比较的结果输入到外环PI调节器和外环饱和环节进行调节，输出内环电感 电流参考值ii*。
[003引其中（b)内环控制步骤包括W下步骤：
[0033] 化1)电流传感器采集到高压直流断路器中的电感电流
[0034] 化2)将该电感电流1^通过低通滤波器LPF过滤掉高次谐波后得到反馈信号；
[0035] 化3)将反馈信号与输出电压参考值1^进行比较；
[0036] 化4)比较的结果再经内环PI调节器、内环饱和环节的调节作用，输出断路器占空 比D;
[0037] 化5)将步骤化4)得到的输出信号D经PWM发生器进行调制，控制高压直流断路器 实现变压和故障切除功能。
[003引其中（C)辅助控制步骤包括W下步骤：
[0039] (cl)当高压直流输电系统正常运行时，占空比D保持一个稳定值，选择开关连接 内环饱和环节输入端；
[0040] (c2)当高压直流输电线路短路故障发生时，占空比D由稳定值快速下降为零；
[0041] (c3)过零比较器进行比较输出值为1，触发子系统导通工作；
[0042] (c4)在输入D值变为零的时刻开始，输出从0至1带上升沿阶跃信号，再经过反向 器，触发子系统输出为在D值变为零的那刻起从1至0的带下降沿阶跃信号；
[0043] (c5)选择开关接收到反向器输入的下降沿阶跃信号后，从上端位切换到下端位与 零值信号连接将D值置零并保持，直到故障完全隔离并清除。
[0044] 本发明一种变压型高压直流断路器短路故障的切除方法，采用在双环控制方法中 增加一个辅助控制输出断路器占空比D的步骤，从而可W实现高压直流输电线路的短路故 障状态监测，当高压直流线路处于短路状态时，输出断路器的占空比发生变化从而反应出 输电线路发生短路故障，从而实现切断线路，起到保护的目的，相对于现有的高压直流断路 器而言，具有变压功能、高速反应、快速执行，切断响应时间只需要4ms左右，相对于机械式 和混合式高压直流断路器来说是一个很短的时间，具有较大的优势，在没有使用其他电流 限制器的情况下故障电流值被限制在一个非常安全的范围内，当故障被切除后，通过重置 辅助控制器，可使控制系统能恢复到正常的工作状态。外环调节控制断路器的输出端电压 V。;电压传感器采集到高压直流断路器输出端电压V。，通过外环低通滤波器LPF过滤掉高次 谐波后的反馈信号与输出电压参考值进行比较，再经PI调节器调节和饱和环节作用输 出内环电感电流调节控制的参考值计算公式如下：
[0045]
[0046] 化V是外环PI调节器的比例调节系数，Kiv是外环PI调节器的积分调节系数；内 环调节控制电感电流it;电流传感器采集到高压直流断路器中电感电流U，通过内环低通 滤波器LPF过滤掉高次谐波后的反馈信号与输出电压参考值1^进行比较，再经PI调节器 调节和饱和环节作用输出断路器占空比D，计算如式如下：
[0047]
[0048] 化i是内环PI调节器的比例调节系数，Kii是内环PI调节器的积分调节系数；为 了解决传统双闭环控制方法中不理想的问题，本发明采用对占空比进行零值检测来进行控 审IJ;当故障发生时，由于双闭环的调节作用，D由原来的稳定值很快下降并降为零，此时零 值检测器检测到就发送一个脉冲给二端开关，二端开关接受触发将D值置零并保持，直到 故障完全隔离并清除，该脉冲信号失效，双闭环控制器恢复正常运行。
[0049] 本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0050] 1、本发明一种基于化k变换器拓扑的新型单向变压型高压直流断路器，在设备结 构上，只采用了两个IGBT开关模块组，相对于其他多个IGBT开关模块组的拓扑，在实现设 备升降压功能和断路器功能的基础上，大大降低了设备成本，降低了设备运行损耗。因为该 高压直流断路器的IGBT开关模块组需要非常的多价格昂贵的IGBT单元串并联而成，而且 该设备的主要损耗来自于IGBT的开关损耗和导通损耗；
[0化1] 2、本发明相比于传统高压断路器更多的功能。既能在高压直流输电系统正常运行 时实现断路器的升降压功能，也能够实现在输电线路发生短路故障时快速地对短路故障进 行及时有效的切除，实现保护高压直流输电设备及负载设备。
【附图说明】
[0052]图1为本发明控制与保护系统的框图；
[0化3] 图2为本发明基于化k变换器拓扑的高压直流断路器的拓扑图；
[0054] 图3为本发明基于化k变换器拓扑的高压直流断路器的拓扑图局部A放大图；
[0055] 图4为本发明基于化k变换器拓扑的高压直流断路器的拓扑图局部B放大图；
[0化6] 图5为本发明基于化k变换器拓扑的高压直流断路器导通阶段的运行原理图；
[0化7] 图6为本发明基于化k变换器拓扑的高压直流断路器关断阶段的运行原理图；图 7为断路器运行原理图；
[0化引图8为基于化k变换器的高压直流断路器的工作波形；
[0化9] 图9为本发明基于化k变换器拓扑的高压直流断路器再次导通阶段的运行原理 图；
[0060] 图10为本发明降压中短路故障切除高压仿真结果图；
[0061] 图11为本发明升压中短路故障切除高压仿真结果图；
[0062] 图12为本发明降压短路故障切除高压仿真结果对应的低压实验验证结果图；
[0063] 图13为图12对应的低压仿真结果图；
[0064] 图14为本发明升压短路故障切除高压仿真结果对应的低压实验验证结果图；
[0065] 图15为图14对应的低压仿真结果图。
【具体实施方式】
[0066] 下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0067] 实施例
[0068] 如图1所示，一种基于化k变换器拓扑的新型单向变压型高压直流断路器，包括断 路器与控制系统，其中断路器包括连接正在输入端和负输入端之间的输入电容输入电 容器的正输入端与电感Li连接，L1的输出端与IGBT开关模块组S1和中间电容器C的正端 相连，电容器C的负端与电感L2的输入端和二极管正极相连，电感L2负端与输出电容器C。 相连。IGBT开关模块组Si输出端、二极管的负极和输出电容器C。负端与负输入端、负输出 端同时接地，具体连接如图2所示，图2中的IGBT开关模块组是由多个IGBT模块串并联而 成，局部放大图如图3所示，图2中的二极管模块组是由多个二极管模块串并联而成，局部 放大图如图