一種電流轉移型高壓直流斷路器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電力電子技術領域，特別是涉及一種電流轉移型高壓直流斷路器。
【背景技術】
[0002]在電力系統(tǒng)中，為了保障輸電的可靠性和安全性，往往需要對系統(tǒng)中的故障進行隔離。
[0003]直流電網(wǎng)相對于交流電網(wǎng)的阻尼較低，故障發(fā)展更快，控制保護難度更大。為了快速有效地隔離故障，保障直流電網(wǎng)相關設備的安全穩(wěn)定運行，并盡可能地減少故障對交直流系統(tǒng)運行帶來的影響，就需要采用直流斷路器技術。目前的高壓直流斷路器主要包括三類:基于常規(guī)開關的傳統(tǒng)機械式斷路器、基于純電力電子器件的固態(tài)斷路器和基于上述二者結合的混合式斷路器。其中，傳統(tǒng)機械式斷路器通態(tài)損耗低，但受到震蕩所需時間和常規(guī)機械開關分斷速度的影響，難以滿足直流系統(tǒng)快速分斷故障電流的要求;基于純電力電子器件的固態(tài)斷路器需要使用較多的器件串聯(lián)，使得固態(tài)斷路器的通態(tài)損耗大、成本高;而當前的基于上述二者結合的混合式斷路器造價昂貴、經(jīng)濟性差，在直流系統(tǒng)中，為有效切除故障電流，每條直流線路兩端以及換流器直流出口側都需要安裝直流斷路器。然而，在多端直流輸電系統(tǒng)以及直流電網(wǎng)中，為了保證輸電可靠性，網(wǎng)狀結構將成為主流，直流線路的條數(shù)將明顯多于換流站個數(shù)，而傳統(tǒng)的直流斷路器的安裝個數(shù)會隨著直流電網(wǎng)線路數(shù)目的增加而同比增加，這將導致電網(wǎng)的造價成倍增加。
[0004]因而，如何在直流電網(wǎng)中既能保證具有較強的故障隔離能力，又能降低直流電網(wǎng)的造價成本，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種電流轉移型高壓直流斷路器，在直流電網(wǎng)中既能保證具有一定的故障隔離能力，又能降低直流電網(wǎng)的造價成本。
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了如下技術方案:
[0007]—種電流轉移型高壓直流斷路器，包括:斷流開關、上直流母線、下直流母線和η個通流開關組，η為不小于2的整數(shù)，
[0008]其中，各所述通流開關組的一端與所述上直流母線連接，另一端與所述下直流母線連接，各所述通流開關組包括串聯(lián)的一上通流開關和一下通流開關，其中X個所述通流開關組的上通流開關和下通流開關的公共端與外界的換流器部連接，其余所述通流開關組的上通流開關和下通流開關的公共端與對應的外接直流線路連接，X為大于O且小于η的整數(shù)；
[0009]所述斷流開關的一端與所述上直流母線連接，另一端與所述下直流母線連接。
[0010]優(yōu)選地，所述上通流開關包括:第一隔離開關、第一避雷器和第一開關管部，其中，所述第一隔離開關的一端與所述上直流母線連接，所述第一隔離開關的另一端與所述第一避雷器的一端連接，所述第一避雷器的另一端與所述下通流開關連接，所述第一開關管部和所述第一避雷器并聯(lián)；
[0011]所述下通流開關包括:第二隔離開關、第二避雷器和第二開關管部，其中，所述第二隔離開關的一端與所述下直流母線連接，所述第二隔離開關的另一端與所述第二避雷器的一端連接，所述第二避雷器的另一端與所述上通流開關連接，所述第二開關管部和所述第二避雷器并聯(lián)。
[0012]優(yōu)選地，所述第一開關管部包括第一IGBT組，所述第一 IGBT組包括m個依次串聯(lián)的第一 IGBT單元，所述第一 IGBT單元包括一個IGBT和一個與該IGBT反向并聯(lián)的二極管，各所述IGBT的發(fā)射極和臨近的IGBT的集電極連接，其中，第一個所述第一IGBT單元的IGBT的集電極與所述第一隔離開關連接，第m個所述第一 IGBT單元的IGBT的發(fā)射極與所述下通流開關連接，m為大于O的整數(shù)。
[0013]優(yōu)選地，所述第二開關管部包括第二IGBT組，所述第二 IGBT組包括m個依次串聯(lián)的第二 IGBT單元，所述第二 IGBT單元包括一個IGBT和一個與該IGBT反向并聯(lián)的二極管，各所述IGBT的發(fā)射極和臨近的IGBT的集電極連接，其中，第一個所述第二IGBT單元的IGBT的集電極與所述上通流開關連接，第m個所述第二 IGBT單元的IGBT的發(fā)射極與所述第二隔離開關連接，m為大于O的整數(shù)。
[0014]優(yōu)選地，所述第一開關管部包括第一半H橋組，所述第一半H橋組包括m個依次串聯(lián)的第一半H橋電路，所述第一半H橋電路包括第一電容、第三IGBT單元和第四IGBT單元，所述第三IGBT單元包括一個IGBT和一個與該IGBT反向并聯(lián)的二極管，所述第四IGBT單元包括一個IGBT和一個與該IGBT反向并聯(lián)的二極管，其中，在各第一半H橋電路中，所述第三IGBT單元的IGBT的集電極和所述第四IGBT單元的IGBT的發(fā)射極連接，所述第三IGBT單元的IGBT的發(fā)射極和所述第一電容的一端連接，所述第四IGBT單元的IGBT的集電極和所述第一電容的另一端連接，
[0015]其中，第一個所述第一半H橋電路的第三IGBT單元的IGBT的集電極與所述第一隔離開關連接，第m個所述第一半H橋電路的所述第三IGBT單元的IGBT的發(fā)射極與所述下通流開關連接，m為大于O的整數(shù)，各所述第三IGBT單元的IGBT依次串聯(lián)。
[0016]優(yōu)選地，所述第二開關管部包括第二半H橋組，所述第二半H橋組包括m個依次串聯(lián)的第二半H橋單元，所述第二半H橋單元包括第二電容、第五IGBT單元和第六IGBT單元，所述第五IGBT單元包括一個IGBT和一個與該IGBT反向并聯(lián)的二極管，所述第六IGBT單元包括一個IGBT和一個與該IGBT反向并聯(lián)的二極管，其中，在各第二半H橋單元中，所述第五IGBT單元的IGBT的集電極和所述第六IGBT單元的IGBT的發(fā)射極連接，所述第五IGBT單元的IGBT的發(fā)射極和所述第二電容的一端連接，所述第六IGBT單元的IGBT的集電極和所述第二電容的另一端連接，
[0017]其中，第一個所述第二半H橋電路的第五IGBT單元的IGBT的集電極與所述上通流開關連接，第m個所述第二半H橋電路的第五IGBT單元的IGBT的發(fā)射極與所述第二隔離開關連接，m為大于O的整數(shù)，各所述第五IGBT單元的IGBT依次串聯(lián)。
[0018]優(yōu)選地，所述斷流開關包括a個相互串聯(lián)的斷流單元，a為不小于I的整數(shù)，所述斷流單元包括第三避雷器和與所述第三避雷器并聯(lián)的第三開關管部，其中，所述第三開關管部為第三IGBT組或第三半H橋組，
[0019]所述第三IGBT組包括m個依次串聯(lián)的第七IGBT單元，所述第七IGBT單元包括一個IGBT和一個與該IGBT反向并聯(lián)的二極管，各所述IGBT的發(fā)射極和臨近的IGBT的集電極連接，其中，第一個所述第七IGBT單元的IGBT的集電極與所述上直流母線連接，第m個所述第七IGBT單元的IGBT的發(fā)射極與所述下直流母線連接，m為大于O的整數(shù)；
[0020]所述第三半H橋組包括m個依次串聯(lián)的第三半H橋電路，所述第三半H橋電路包括第三電容、第八IGBT單元和第九IGBT單元，所述第八IGBT單元包括一個IGBT和一個與該IGBT反向并聯(lián)的二極管，所述第九IGBT單元包括一個IGBT和一個與該IGBT反向并聯(lián)的二極管，其中，在各第三半H橋電路中，所述第八IGBT單元的IGBT的集電極和所述第九IGBT單元的IGBT的發(fā)射極連接，所述第八IGBT單元的IGBT的發(fā)射極和所述第三電容的一端連接，所述第九IGBT單元的IGBT的集電極和所述第三電容的另一端連接，其中，第一個所述第三半H橋電路的第八IGBT單元的IGBT的集電極與所述上直流母線連接，第m個所述第三半H橋電路的第八IGBT單元的IGBT的發(fā)射極與所述下直流母線連接，m為大于O的整數(shù)，各所述第八IGBT單元的IGBT依次串聯(lián)。
[0021]優(yōu)選地，所述換流器部包括換流器和平波電抗器，所述平波電抗器的一端和一個所述通流開關組的上通流開關和下通流開關的公共端連接，所述平波電抗器的另一端與所述換流器連接。
[0022]與現(xiàn)有技術相比，上述技術方案具有以下優(yōu)點:
[0023]本發(fā)明所提供的電流轉移型高壓直流斷路器，包括:斷流開關、上直流母線、下直流母線和η個通流開關組，η為不小于2的整數(shù)，其中，各通流開關組的一端與上直流母線連接，另一端與下直流母線連接，各通流開關組包括串聯(lián)的一上通流開關和一下通流開關，其中X個通流開關組的上通流開關和下通流開關的公共端與外界的換流器部連接，其余通流開關組的上通流開關和下通流開關的公共端與對應的外接直流線路連接，X為大于O且小于η的整數(shù);斷流開關的一端與上直流母線連接，另一端與下直流母線連接。由