流流支路上，直到辅助电子开关支路的电流全部转移到主通流流支路上，此时，辅助电子开关支路上无电流通过，相当于辅助电子开关支路处于断开状态。
[0042]当直流线路发生故障时，触发断流单元中的全部IGBT，系统电流开始对主通流支路上换流单元中的电容充电，从而是主通流支路中换流单元两端电压升高，当电压升高至可以导通辅助电子开关支路上断流单元中IGBT的阈值电压后，电流开始从主通流支路往辅助电子开关支路上转移，
[0043]当主通流支路上的电流完全转移至辅助电子开关支路上后，主通流支路上的电流减小为零，将机械开关断开，主通流支路和辅助电子开关辅助支路完成换流过程，完成主通流支路分断。
[0044]然后，进入辅助电子开关支路分断过程，辅助电子开关辅助支路分断方法和上述主通流支路的方式就基本相同。
[0045]在机械开关恢复绝缘阻断能力之后，关断辅助电子开关支路中断流单元上的所有IGBT，此时辅助电子开关支路中的电阻非常大。
[0046]辅助电子开关支路中断路单元的IGBT的反并联二极管对电容进行充电，电容形成的电压成为阻碍二极管通态的反向电压。
[0047]断流单元两端的电压开始升高，当电压升高至可以使避雷器开启保护动作的电压阈值时，辅助电子开关支路中的电流开始转移至避雷器，直到避雷器完全吸收辅助电子开关支路的电流，此时，整个直流断路器完全实现分断直流线路的目的。
[0048]一种直流断路器实施例2
[0049]如图4所示的，实施例2介绍了另外一种直流断路器，与“一种直流断路器实施例1”的区别在于，实施例2中仅对换流单元中采用实施例1中的全桥子模块的形式，但是，断流单元米用若干全桥MMC子模块或者半桥MMC子模块串联的方式，或者米样全桥MMC子模块和半桥MMC子模块混合串联的形式，甚至是现有技术中的其他拓扑形式。
[0050]全桥丽C子模块主要由4个IGBT、旁路开关和电容组成。4个IGBT分别为第一 IGBT、第二IGBT、第三IGBT和第四IGBT。其中，电容的正极与第一IGBT的集电极和第三IGBT的集电极相连接，电容的负极与第二 IGBT的发射机和第四IGBT的发射机相连接，第一 IGBT的发射机与第二 IGBT的集电极相连接，该连接端作为全桥MMC子模块的第一输出端，第三IGBT的发射极与第四IGBT的集电极相连接，该连接端子作为全桥MMC子模块的第二输出端。
[0051 ] 半桥MMC子模块的结构为:半桥MMC子模块由第一 IGBT、第二 IGBT和电容组成，其中第一 IGBT的集电极与第二 IGBT的发射极连接，电容的负极与第一 IGBT发射机连接，电容的正极与第二 IGBT的集电极连接，第一 IGBT的发射极作为半桥MMC子模块的第一输出端，第二IGBT的发射机作为半桥MMC子模块的第二输出端。
[0052]本实施例中断流单元中选用MMC子模块仅为优选的实施方式，作为其他实施方式，选择其他形式的IGBT连接方式也可以实现，如:断流单元中采用若干IGBT反向串联。
[0053]本实施例中可以为各个MMC子模块都并联有一个旁路开关，根据MMC子模块是否发生故障来设置旁路开关的开断。当MMC子模块发生故障时，闭合旁路开关，从而保证断流器的正常运行。
[0054]一种直流断路器实施例3
[0055]如图5所示，与“一种直流断路器实施例1”的区别在于，实施例2中仅对断流单元中采用实施例1中的全桥子模块的形式，但是，换流单元采用若干全桥MMC子模块或者半桥MMC子模块串联的方式，或者米样全桥MMC子模块和半桥MMC子模块混合串联的形式，甚至是现有技术中的其他拓扑形式。
[0056]全桥MMC子模块和半桥MMC子模块的结构在实施例2中已说明，故这里不再赘述
[0057]本实施例中断流单元中选用MMC子模块仅为优选的实施方式，作为其他实施方式，选择其他形式的IGBT连接方式也可以实现，如:换流单元中采用若干IGBT反向串联。
[0058]实施例1、2和3中只要保证换流单元中的IGBT模块少于断流单元中的IGBT模块即可。
[0059]实施例2和实施例3中的直流断路器的工作过程和实施例1相同。
[0060]以上给出了本发明涉及的【具体实施方式】，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种直流断路器，该直流断路器包括:主通流支路、辅助电子开关支路和避雷器支路，主通流支路上串联有机械开关和换流单元;辅助电子开关支路上连接有断流单元;其特征在于，所述换流单元和断流单元均由一个全桥子模块构成;所述全桥子模块的每个桥臂上串联两个以上、相同数量的全控型功率开关器件，换流单元中的全控型功率开关器件的数量少于断流单元中的全控型功率开关器件。2.根据权利要求1所述的一种直流断路器，其特征在于，所述的全桥换流器包括:第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂、第四桥臂、电容;其中，第一桥臂的一端和第二桥臂的一端相连接，其连接端作为全桥子模块的输入/输出端，第三桥臂的一端和第四桥臂的一端相连接，其连接端作为全桥子模块的输出/输入端； 电容的正极与第一桥臂的另一端和第三桥臂的另一端相连接，电容的负极与第二桥臂的另一端和第四桥臂的另一端相连接。3.根据权利要求2所述的一种直流断路器，其特征在于，所述的电容为一个或一个以上串联的电容，每个电容上并联有均压电阻。4.一种直流断路器，该直流断路器包括:主通流支路、辅助电子开关支路和避雷器支路，主通流支路上串联有机械开关和换流单元;辅助电子开关支路上连接有断流单元;其特征在于，所述换流单元由一个全桥子模块构成;所述全桥子模块的每个桥臂上串联两个以上、相同数量的全控型功率开关器件;所述的断流单元中连接有全控型功率开关器件，换流单元中的全控型功率开关器件的数量少于断流单元中的全控型功率开关器件。5.根据权利要求4所述的一种直流断路器，其特征在于，所述的全桥换流器包括:第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂、第四桥臂、电容和电阻;其中，第一桥臂的一端和第二桥臂的一端相连接，其连接端作为全桥子模块的输入/输出端，第三桥臂的一端和第四桥臂的一端相连接，其连接端作为全桥子模块的输出/输入端； 电容的正极与第一桥臂的另一端和第三桥臂的另一端相连接，电容的负极与第二桥臂的另一端和第四桥臂的另一端相连接，电阻并联至电容上。6.根据权利要求5所述的一种直流断路器，其特征在于，所述的电容为一个或一个以上串联的电容，每个电容上并联有均压电阻。7.—种直流断路器，该直流断路器包括:主通流支路、辅助电子开关支路和避雷器支路，主通流支路上串联有机械开关和换流单元;辅助电子开关支路上连接有断流单元;其特征在于，所述断流单元由一个全桥子模块构成;所述全桥子模块的每个桥臂上串联两个以上、相同数量的全控型功率开关器件;所述的换流单元中连接有全控型功率开关器件，换流单元中的全控型功率开关器件的数量少于断流单元中的全控型功率开关器件。8.根据权利要求7所述的一种直流断路器，其特征在于，所述的全桥换流器包括:第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂、第四桥臂、电容和电阻;其中，第一桥臂的一端和第二桥臂的一端相连接，其连接端作为全桥子模块的输入/输出端，第三桥臂的一端和第四桥臂的一端相连接，其连接端作为全桥子模块的输出/输入端； 电容的正极与第一桥臂的另一端和第三桥臂的另一端相连接，电容的负极与第二桥臂的另一端和第四桥臂的另一端相连接，电阻并联至电容上。9.根据权利要求8所述的一种直流断路器，其特征在于，所述的电容为一个或一个以上串联的电容，每个电容上并联有均压电阻。
【专利摘要】本发明涉及一种直流断路器，该直流断路器包括：主通流支路、辅助电子开关支路和避雷器支路，主通流支路上串联有机械开关和换流单元；辅助电子开关支路上连接有断流单元；其特征在于，所述换流单元和断流单元均由一个全桥子模块构成；所述全桥子模块的每个桥臂上串联两个以上、相同数量的全控型功率开关器件。本发明还提出了另外两种直流断路器，其中一种仅换流单元由一个全桥子模块构成，另一种仅断流单元由全桥子模块构成。本发明大大简化设计结构，节省母排资源，减少造价成本，而且便于拆卸和安装。
【IPC分类】H02H3/00, H02J3/36
【公开号】CN105655966
【申请号】
【发明人】范彩云, 何青连, 洪波, 张志刚, 胡秋玲
【申请人】许继电气股份有限公司, 许继集团有限公司, 国家电网公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年3月15日