抗器在換流支路產(chǎn)生反向電流使機(jī)械開關(guān)過(guò)零開斷，所述反向充電換流模塊用于反向故障發(fā)生后通過(guò)耦合電抗器在換流支路產(chǎn)生反向電流使機(jī)械開關(guān)過(guò)零開斷;所述吸能限壓模塊用于吸收故障電流被切斷后電力系統(tǒng)中感性元件存儲(chǔ)的能量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)所述機(jī)械開關(guān)的限壓保護(hù);所述正向觸發(fā)模塊用于正向故障時(shí)導(dǎo)通所述正向充電換流模塊;所述反向觸發(fā)模塊用于反向故障時(shí)導(dǎo)通所述反向充電換流模塊;η為大于等于I的正整數(shù)。
[0018]本實(shí)用新型還提供了一種帶耦合電抗器的高壓直流斷路器，包括η個(gè)串聯(lián)連接的機(jī)械開關(guān)，與η個(gè)機(jī)械開關(guān)并聯(lián)連接的一個(gè)吸能限壓模塊，與η個(gè)機(jī)械開關(guān)并聯(lián)連接的換流支路，一個(gè)正向觸發(fā)模塊和一個(gè)反向觸發(fā)模塊;所述換流支路包括串聯(lián)連接的正向充電換流模塊和換流電容以及與所述正向充電換流模塊并聯(lián)連接的反向充電換流模塊;所述正向充電換流模塊用于正向故障發(fā)生后通過(guò)耦合電抗器在換流支路產(chǎn)生反向電流使機(jī)械開關(guān)過(guò)零開斷，所述反向充電換流模塊用于反向故障發(fā)生后通過(guò)耦合電抗器在換流支路產(chǎn)生反向電流使機(jī)械開關(guān)過(guò)零開斷;所述吸能限壓模塊用于吸收故障電流被切斷后電力系統(tǒng)中感性元件存儲(chǔ)的能量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)所述機(jī)械開關(guān)的限壓保護(hù);所述正向觸發(fā)模塊用于正向故障時(shí)導(dǎo)通所述正向充電換流模塊;所述反向觸發(fā)模塊用于反向故障時(shí)導(dǎo)通所述反向充電換流模塊;η為大于等于I的正整數(shù)。
[0019]本實(shí)用新型還提供了一種帶耦合電抗器的高壓直流斷路器，包括η個(gè)串聯(lián)連接的斷路器模塊、η個(gè)分別與η個(gè)斷路器模塊并聯(lián)連接的吸能限壓模塊、一個(gè)正向觸發(fā)模塊和一個(gè)反向觸發(fā)模塊;所述斷路器模塊包括機(jī)械開關(guān)以及與所述機(jī)械開關(guān)并聯(lián)連接的換流支路;所述換流支路包括依次串聯(lián)連接的正向充電換流模塊和換流電容以及與所述正向充電換流模塊并聯(lián)連接的反向充電換流模塊;所述正向充電換流模塊用于正向故障發(fā)生后通過(guò)耦合電抗器在換流支路產(chǎn)生反向電流使機(jī)械開關(guān)過(guò)零開斷，所述反向充電換流模塊用于反向故障發(fā)生后通過(guò)耦合電抗器在換流支路產(chǎn)生反向電流使機(jī)械開關(guān)過(guò)零開斷;所述吸能限壓模塊用于吸收故障電流被切斷后電力系統(tǒng)中感性元件存儲(chǔ)的能量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)所述機(jī)械開關(guān)的限壓保護(hù);所述正向觸發(fā)模塊用于正向故障時(shí)導(dǎo)通所述正向充電換流模塊;所述反向觸發(fā)模塊用于反向故障時(shí)導(dǎo)通所述反向充電換流模塊;η為大于等于I的正整數(shù)。
[0020]本實(shí)用新型還提供了一種帶耦合電抗器的高壓直流斷路器，包括η個(gè)串聯(lián)連接的機(jī)械開關(guān)，η個(gè)分別與η個(gè)機(jī)械開關(guān)并聯(lián)連接的吸能限壓模塊，與η個(gè)機(jī)械開關(guān)并聯(lián)連接的換流支路，一個(gè)正向觸發(fā)模塊和一個(gè)反向觸發(fā)模塊;所述換流支路包括串聯(lián)連接的正向充電換流模塊和換流電容以及與所述正向充電換流模塊并聯(lián)連接的反向充電換流模塊;所述正向充電換流模塊用于正向故障發(fā)生后通過(guò)耦合電抗器在換流支路產(chǎn)生反向電流使機(jī)械開關(guān)過(guò)零開斷，所述反向充電換流模塊用于反向故障發(fā)生后通過(guò)耦合電抗器在換流支路產(chǎn)生反向電流使機(jī)械開關(guān)過(guò)零開斷;所述吸能限壓模塊用于吸收故障電流被切斷后電力系統(tǒng)中感性元件存儲(chǔ)的能量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)所述機(jī)械開關(guān)的限壓保護(hù);所述正向觸發(fā)模塊用于正向故障時(shí)導(dǎo)通所述正向充電換流模塊;所述反向觸發(fā)模塊用于反向故障時(shí)導(dǎo)通所述反向充電換流模塊;η為大于等于I的正整數(shù)。
[0021]更進(jìn)一步地，所述正向充電換流模塊包括耦合電抗器，耦合電容C2和與所述耦合電容C2并聯(lián)連接的續(xù)流電路;所述耦合電抗器的二次側(cè)用于與所述換流電容串聯(lián)連接;所述耦合電抗器的一次側(cè)的一端通過(guò)所述耦合電容C2接地，所述耦合電抗器的一次側(cè)的另一端用于并聯(lián)所述正向觸發(fā)模塊;所述續(xù)流電路包括依次串聯(lián)連接的二極管和電阻;所述二極管的正極與所述耦合電容C2連接，所述二極管的負(fù)極與所述電阻Rl串聯(lián)。
[0022]更進(jìn)一步地，所述反向充電換流模塊包括耦合電抗器，耦合電容C2和與所述耦合電容C2并聯(lián)連接的續(xù)流電路;所述耦合電抗器的二次側(cè)用于與所述換流電容串聯(lián)連接;所述耦合電抗器的一次側(cè)的一端通過(guò)所述耦合電容C2接地，所述耦合電抗器的一次側(cè)的另一端用于并聯(lián)連接所述反向觸發(fā)模塊;所述續(xù)流電路包括依次串聯(lián)連接的二極管和電阻;所述二極管的負(fù)極與所述耦合電容C2連接，所述二極管的正極與所述電阻Rl串聯(lián)。
[0023]本實(shí)用新型提供的一種帶耦合電抗器的高壓直流斷路器，包括η個(gè)串聯(lián)的斷路器模塊、與之并聯(lián)的吸能限壓模塊和觸發(fā)開關(guān);η為不小于I的整數(shù);所述斷路器模塊包括并聯(lián)連接的機(jī)械開關(guān)、換流支路;所述換流支路包括串聯(lián)連接的充電換流模塊和換流電容;所述充電換流模塊包括二次側(cè)與所述換流支路連接的耦合電抗器、與所述耦合電抗器一次側(cè)串聯(lián)的耦合電容、與所述耦合電容并聯(lián)的續(xù)流電路;所述充電換流模塊用于在正向故障時(shí)提供反向電流在斷路器支路上疊加形成電流零點(diǎn);在反向故障時(shí)為所述換流電容充電并和換流電容一起產(chǎn)生反向高頻振蕩電流為機(jī)械開關(guān)提供電流零點(diǎn);所述觸發(fā)開關(guān)用于檢測(cè)故障后觸發(fā)充電換流模塊導(dǎo)通。
[0024]為保證高壓直流斷路器更好的模塊化，本實(shí)用新型提供了第二種帶耦合電抗器高壓直流斷路器連接形式，包括η個(gè)串聯(lián)的斷路器模塊、與之并聯(lián)的吸能限壓模塊和觸發(fā)開關(guān);η為不小于I的整數(shù);所述斷路器模塊包括并聯(lián)連接的機(jī)械開關(guān)和換流支路;所述換流支路包括串聯(lián)連接的正向充電換流模塊、反向充電換流模塊和換流電容;所述正向充電換流模塊包括二次側(cè)與所述換流支路連接的耦合電抗器、與所述耦合電抗器一次側(cè)串聯(lián)的耦合電容、與所述耦合電容并聯(lián)的續(xù)流電路;所述反向充電換流模塊包括二次側(cè)與換流支路相連的耦合電抗器，與所述耦合電抗器串聯(lián)的正向預(yù)充電的耦合電容、與所述耦合電容并聯(lián)的續(xù)流電路;所述續(xù)流電路包括串聯(lián)的二極管和電阻;所述正向充電換流模塊用于正向電流故障時(shí)通過(guò)所述耦合電抗器在所述換流支路產(chǎn)生反向電流使斷路器過(guò)零開斷;所述反向充電換流模塊用于反向電流故障時(shí)通過(guò)所述耦合電抗器在所述換流支路產(chǎn)生反向電流使斷路器過(guò)零開斷;所述觸發(fā)開關(guān)用于檢測(cè)故障后觸發(fā)充電換流模塊導(dǎo)通。
[0025]為保證高壓直流斷路器更好的模塊化，本實(shí)用新型提供了第三種帶耦合電抗器的高壓直流斷路器連接形式，包括η個(gè)串聯(lián)的斷路器模塊、與之并聯(lián)的吸能限壓模塊和觸發(fā)開關(guān);η為不小于I的整數(shù);所述斷路器模塊包括并聯(lián)連接的機(jī)械開關(guān)和換流支路;所述換流支路包括串聯(lián)連接的雙向充電換流模塊和換流電容;所述雙向充電換流模塊包括并聯(lián)連接的正向充電換流模塊和反向充電換流模塊;所述正向充電換流模塊包括二次側(cè)與所述換流支路連接的正向親合電抗器、與所述正向親合電抗器一次側(cè)串聯(lián)的親合電容、與所述親合電容并聯(lián)的續(xù)流電路;所述反向充電換流模塊包括二次側(cè)與換流支路相連的反向耦合電抗器，與所述反向耦合電抗器串聯(lián)的觸發(fā)開關(guān)和正向預(yù)充電的耦合電容、與所述耦合電容并聯(lián)的續(xù)流電路;所述續(xù)流電路包括串聯(lián)的二極管和電阻;所述正向充電換流模塊用于正向電流故障時(shí)產(chǎn)生反向電流使斷路器模塊的電流過(guò)零開斷;所述反向充電換流模塊用于反向電流故障時(shí)通過(guò)所述耦合電抗器在所述換流支路產(chǎn)生反向電流使斷路器過(guò)零開斷;所述觸發(fā)開關(guān)用于檢測(cè)故障后觸發(fā)充電換流模塊導(dǎo)通。
[0026]其中，系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障時(shí)的工作原理如下：
[0027]當(dāng)檢測(cè)到故障時(shí)，線路電流上升，經(jīng)過(guò)一定延時(shí)，所述機(jī)械開關(guān)分閘，當(dāng)分閘至有效開距時(shí)，所述觸發(fā)開關(guān)導(dǎo)通，使所述耦合電容開始放電，當(dāng)為正向故障，所述耦合電容通過(guò)耦合電抗器在所述換流支路產(chǎn)生一個(gè)反向電流，使斷路器模塊電流過(guò)零開斷；當(dāng)為反向故障，所述耦合電容通過(guò)所述耦合電抗器對(duì)所述換流電容進(jìn)行充電，所述換流電容與所述耦合電抗器二次側(cè)產(chǎn)生高頻振蕩，使所述機(jī)械開關(guān)兩端電壓過(guò)零，所述機(jī)械開關(guān)熄弧實(shí)現(xiàn)開斷。隨著電流不斷注入所述換流支路，所述機(jī)械開關(guān)端斷口電壓不斷上升，當(dāng)電壓達(dá)到所述吸能限壓模塊動(dòng)作電壓時(shí)，電流轉(zhuǎn)移至吸能限壓支路，消耗掉系統(tǒng)中儲(chǔ)存的能量。實(shí)現(xiàn)故障的完全開斷。
[0028]本實(shí)用新型通過(guò)多組模塊的串聯(lián)，能靈活滿足不同電壓等級(jí)的要求。本實(shí)用新型提供的一種帶耦合電抗器的高壓直流斷路器，在滿足直流系統(tǒng)對(duì)高壓直流斷路器本身動(dòng)作迅速、開斷大電流和承受高電壓的基礎(chǔ)上，通過(guò)耦合支路對(duì)換流電容充電，可以實(shí)現(xiàn)大電流的開斷和電流的雙向開斷；換流支路采用緩沖電容代替大量串聯(lián)的電力電子器件，器件單一且無(wú)需均壓策略，解決了可靠性差的問(wèn)題；同時(shí)當(dāng)線路電壓等級(jí)升高，需要多個(gè)充電換流模塊時(shí)，由于充電換流模塊的拓?fù)涮匦裕鄠€(gè)充電換流模塊共用一個(gè)觸發(fā)間隙，減少了多模塊時(shí)觸發(fā)間隙的數(shù)量，大大降低了斷路器的成本。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖I為本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的帶耦合電抗器的混合高壓直流斷路器的原理框圖；
[0030]圖2為本實(shí)用新型第二實(shí)施例提供的帶耦合電抗器的混合高壓直流斷路器的的原理框圖；
[0031]圖3為本實(shí)用新型第三實(shí)施例提供的帶耦合電抗器的混合高壓直流斷路器的原理框圖；
[0032]圖4為本實(shí)用新型第四實(shí)施例提供的帶耦合電抗器的混合高壓直流斷路器的原理框圖；
[0033]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的帶耦合電抗器的混合高壓直流斷路器的換流支路及觸發(fā)開關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖6為本實(shí)用新型第五實(shí)施例提供的帶耦合電抗器的混合高壓直流斷路器的原理框圖；
[0035]圖7為本實(shí)用新型第六實(shí)施例提供的帶耦合電抗器的混合高壓直流斷路器的原理框圖；
[0036]圖8為本實(shí)用新型第七實(shí)施例提供的帶耦合電抗器的混合高壓直流斷路器的原理框圖；
[0037]圖9為本實(shí)用新型第八實(shí)施例提供的帶耦合電抗器的混合高壓直流斷路器的原理框圖；
[0038]圖10為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的帶耦合電抗器的混合高壓直流斷路器的換流支路及觸發(fā)開關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖11為本實(shí)用新型第九實(shí)施例提供的帶耦合電抗器的混合高壓直流斷路器的原理框圖；
[0040]圖12為本實(shí)用新型第十實(shí)施例提供的帶耦合電抗器的混合高壓直流斷路器的原理框圖；
[0041]圖13為本實(shí)用新型第十一實(shí)施例提供的帶耦合電抗器的混