明的是，在具體實施時，4個功率半導體開關(guān)器件可選用不同類型的全控型器件。
[0036]基于以上橋式電路，本發(fā)明還提供一種橋式電路的控制方法，用于控制橋式電路工作在導通模式和分斷模式兩種工作狀態(tài)。
[0037]1)導通模式:四個功率半導體開關(guān)器件Q1-Q4均處于開通狀態(tài)。若RCD緩沖模塊中電容C1存在電壓，則通過電阻R1和第一、第二橋臂進行放電。
[0038]2)分斷模式:四個功率半導體開關(guān)器件Q1-Q4均處于閉鎖狀態(tài)。分斷模式暫態(tài)過程，電流通過橋式電路的對角功率半導體開關(guān)器件的反并聯(lián)二極管和RCD緩沖模塊中的二極管D1給RCD緩沖模塊中的電容C1充電；斷模式穩(wěn)態(tài)過程，RCD緩沖模塊中電容C1兩端存在電壓，并通過電阻R2放電。
[0039]RCD緩沖模塊的主要作用是:1)降低功率半導體器件關(guān)斷時的關(guān)斷電壓尖峰；2)降低橋式電路串聯(lián)使用時關(guān)斷不同步導致的均壓誤差；3)降低重合閘模式下電容放電電流尖峰。
[0040]橋式電路中四個功率半導體器件共用一個RCD緩沖模塊，安裝空間為兩個功率半導體器件厚度和兩個散熱器厚度之和，有利于RCD緩沖模塊的選型和安裝。安裝空間大可以選擇較大容值的RCD緩沖模塊電容，易于提高橋式電路的串聯(lián)均壓效果。
[0041]本發(fā)明還提供一種高壓直流斷路器，配合圖2所示，包括相互并聯(lián)的通態(tài)支路、分斷支路和耗能支路，其中，通態(tài)支路由至少一個快速機械開關(guān)Κ1和至少一個橋式電路串聯(lián)連接構(gòu)成，分斷支路由至少一個橋式電路串聯(lián)連接構(gòu)成，耗能支路由非線性電阻R3構(gòu)成，且通態(tài)支路中的橋式電路數(shù)量小于分斷支路中的橋式電路數(shù)量。
[0042]基于以上一種高壓直流斷路器，本發(fā)明還提供一種控制方法，分別用于高壓直流斷路器的以下幾種工作方式:
[0043]—)當直流系統(tǒng)正常運行時，穩(wěn)態(tài)電流流經(jīng)通態(tài)支路中串聯(lián)連接的快速機械開關(guān)和橋式電路；此時，通態(tài)支路的快速機械開關(guān)處于閉合狀態(tài)、橋式電路處于導通模式，分斷支路的橋式電路處于分斷模式、RCD緩沖模塊中電容兩端電壓為零。
[0044]二 )線路發(fā)生短路故障，系統(tǒng)要求直流斷路器分斷時:
[0045]①首先開通分斷支路的橋式電路，再閉鎖通態(tài)支路的橋式電路；
[0046]②當通態(tài)支路電流完全轉(zhuǎn)移至分斷支路后，分斷通態(tài)支路的快速機械開關(guān)；
[0047]③當快速機械開關(guān)無弧分斷后，閉鎖分斷支路的橋式電路，此時故障電流轉(zhuǎn)移至非線性電阻中，直至系統(tǒng)能量被其所消耗吸收，此時高壓直流斷路器完成分斷。
[0048]三)直流斷路器完成分斷后短時間內(nèi)，系統(tǒng)要求重合閘時:
[0049]①首先開通分斷支路的橋式電路；此時分斷支路的橋式電路的RCD緩沖模塊中電容存在電壓，通過電阻R1和橋式電路的第一、第二橋臂進行放電；
[0050]②當故障電流不超過過流保護定值并保持一定時間后，開通通態(tài)支路的橋式電路和閉合快速機械開關(guān)；此時通態(tài)支路的橋式電路的RCD緩沖模塊中電容存在電壓，通過電阻R1和橋式電路的第一、第二橋臂進行放電；
[0051]③當電流完全從分斷支路轉(zhuǎn)移至通態(tài)支路后，閉鎖分斷支路的橋式電路。至此完成重合閘操作完成。
[0052]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種橋式電路，其特征在于:包括Η橋開關(guān)模塊和RCD緩沖模塊，其中，Η橋開關(guān)模塊包含有4個分別連接反并聯(lián)二極管的功率半導體開關(guān)器件，第一功率半導體開關(guān)器件的負極與第二功率半導體開關(guān)器件的正極連接構(gòu)成第一橋臂，第三功率半導體開關(guān)器件的負極與第四功率半導體開關(guān)器件的正極連接構(gòu)成第二橋臂；第一、第二橋臂同向并聯(lián)，并將第一、第二橋臂的中點分別作為Η橋開關(guān)模塊的輸入端、輸出端； 所述RCD緩沖模塊包括二極管、電容和兩個電阻，其中，二極管的陰極連接電容的一端，二極管的陽極連接第一功率半導體開關(guān)器件的正極，電容的另一端連接第二功率半導體開關(guān)器件的負極，且兩個電阻分別并聯(lián)在二極管、電容的兩端。2.如權(quán)利要求1所述的一種橋式電路，其特征在于:所述功率半導體開關(guān)器件采用IGBT或IEGT時，所述正極為其集電極，所述負極為其發(fā)射極；所述功率半導體開關(guān)器件采用IGCT時，所述正極為其陽極，所述負極為其陰極；所述功率半導體開關(guān)器件采用MOSFET時，所述正極為其漏極，所述負極為其源極。3.如權(quán)利要求1所述的一種橋式電路的控制方法，其特征在于用于控制橋式電路工作在導通模式和分斷模式兩種工作狀態(tài): 1)導通模式:四個功率半導體開關(guān)器件均處于開通狀態(tài)； 2)分斷模式:四個功率半導體開關(guān)器件均處于閉鎖狀態(tài)。4.一種高壓直流斷路器，其特征在于:包括相互并聯(lián)的通態(tài)支路、分斷支路和耗能支路，其中，通態(tài)支路由至少一個快速機械開關(guān)和至少一個如權(quán)利要求1所述的橋式電路串聯(lián)連接構(gòu)成，分斷支路由至少一個如權(quán)利要求1所述的橋式電路串聯(lián)連接構(gòu)成，耗能支路由非線性電阻構(gòu)成，且通態(tài)支路中的橋式電路數(shù)量小于分斷支路中的橋式電路數(shù)量。5.如權(quán)利要求4所述的一種高壓直流斷路器的控制方法，其特征在于包括如下內(nèi)容: 一)當直流系統(tǒng)正常運行時，通態(tài)支路的快速機械開關(guān)處于閉合狀態(tài)、橋式電路處于導通模式，分斷支路的橋式電路處于分斷模式、RCD緩沖模塊中電容兩端電壓為零； 二)線路發(fā)生短路故障，系統(tǒng)要求直流斷路器分斷時: ①首先開通分斷支路的橋式電路，再閉鎖通態(tài)支路的橋式電路； ②當通態(tài)支路電流完全轉(zhuǎn)移至分斷支路后，分斷通態(tài)支路的快速機械開關(guān)； ③當快速機械開關(guān)無弧分斷后，閉鎖分斷支路的橋式電路，此時故障電流轉(zhuǎn)移至非線性電阻中，直至系統(tǒng)能量被其所消耗吸收，此時高壓直流斷路器完成分斷； 三)直流斷路器完成分斷后短時間內(nèi)，系統(tǒng)要求重合閘時: ①首先開通分斷支路的橋式電路； ②當故障電流不超過過流保護定值并保持一定時間后，開通通態(tài)支路的橋式電路和閉合快速機械開關(guān)； ③當電流完全從分斷支路轉(zhuǎn)移至通態(tài)支路后，閉鎖分斷支路的橋式電路；至此完成重合閘操作完成。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種橋式電路，包括H橋開關(guān)模塊和RCD緩沖模塊，H橋開關(guān)模塊包括4個功率半導體開關(guān)器件，每兩個功率半導體開關(guān)器件同向串聯(lián)構(gòu)成一個橋臂，兩個橋臂并聯(lián)連接，且兩個橋臂中點分別作為輸入端和輸出端；RCD緩沖模塊包括相互串聯(lián)的二極管和電容，且二極管和電容兩端分別并聯(lián)電阻；RCD緩沖模塊與每兩個功率半導體開關(guān)器件串聯(lián)構(gòu)成的橋臂并聯(lián)。此電路包含的RCD緩沖模塊數(shù)量少，安裝空間大。本發(fā)明還公開一種由前述橋式電路級聯(lián)而成的高壓直流斷路器，其具有重合閘功能。本發(fā)明還公開一種高壓直流斷路器的控制方法。
【IPC分類】H02H3/06, H02H3/087
【公開號】CN105356411
【申請?zhí)枴緾N201510760703
【發(fā)明人】石巍, 曹冬明, 方太勛, 謝曄源, 楊兵, 王宇, 呂瑋, 劉彬
【申請人】南京南瑞繼保電氣有限公司, 南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年11月10日