CN113809724A - 混合式高压直流断路器主支路电子开关保护方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种混合式高压直流断路器主支路电子开关保护方法及装置，该主支路电子开关由m级模块串联组构成，包含k个串联组冗余模块，每级串联组由n级并联功率模块构成，包含j个并联冗余模块；每个并联功率模块并联1个旁路开关，用于隔离故障模块并形成通流支路。该方法通过判定其是否存在功率模块串联冗余丢失和功率模块并联冗余丢失，结合断路器当前状态，以控制断路器的动作，实现对主支路电子开关的过流和过压保护，提升断路器本体设备运行的可靠性。

Description

混合式高压直流断路器主支路电子开关保护方法及装置
技术领域
本发明属于高压直流断路器技术领域，具体涉及一种混合式高压直流断路器主支路电子开关保护方法及装置。
背景技术
混合式高压直流断路器继承了机械式直流断路器优良的静态特性和固态直流断路器快速分断的动态特性，被认为是最可能在未来直流电网中得到大范围应用的一种高压直流断路器。
混合式直流断路器由三条并联支路构成，包括：主支路、转移支路和耗能支路。主支路用于导通***负荷电流，转移支路其作用是分断直流故障电流以及承受暂态分断电压；耗能支路其作用是抑制断路器暂态分断过电压和吸收***储存能量。其中主支路由机械开关和电子开关串联构成，主支路电子开关通过模块串联耐受高电压，通过模块并联来耐受大电流。
若主支路电子开关功率模块本体故障导致主支路电子开关串联冗余丢失时，影响主支路电子开关电压耐受能力；若功率模块本体故障导致主支路电子开关并联冗余丢失时，影响转移支路电流耐受能力。
发明内容
本发明的目的是提供一种混合式高压直流断路器主支路电子开关保护方法及装置，结合断路器主支路电子开关设备构成特点和断路器分、合闸动作原理，可在断路器不同状态下，实现主支路电子开关本体故障时的过压和过流保护，提升了断路器本体设备运行的安全性。
为达到上述目的，本发明的第一方面提供了一种混合式高压直流断路器主支路电子开关保护方法，所述主支路电子开关由m级模块串联组构成，包含k个串联组冗余模块，每级串联组由n级并联功率模块构成，包含j个并联冗余模块；每个并联功率模块并联1个旁路开关，用于隔离故障模块并形成通流支路；
所述保护方法包括如下步骤：
实时监测串联组故障模块的个数p和每级串联组故障模块中并联功率模块的故障个数最大值q；
根据所述p和q值，判断主支路电子开关是否存在串联冗余丢失和/或并联冗余丢失；
根据断路器状态以及所述串联冗余丢失和/或并联冗余丢失的情况，按照预定条件控制断路器工作。
进一步的，所述实时监测串联组故障模块的个数p和每级串联组故障模块中并联功率模块的故障个数最大值q的步骤包括：
串联组内的任一模块故障时，则该串联组内n级并联功率模块全部旁路，形成n级并联通流支路，由于该级串联组不具备耐受电压能力，故障模块串联组的个数记为：p＝p+1，即当前故障个数为前一故障个数加1；
若第i级串联组故障模块内出现一级故障模块旁路开关拒动未闭合，则该级故障模块无法形成并联通流支路，则该串联组内故障模块中并联功率模块的故障个数记为：qi＝qi+1，即当前故障个数为前一故障个数加1；
比较每级串联组故障模块中并联功率模块的故障个数，得到故障个数的最大值，记为q。
进一步的，所述根据所述p和q值，判断主支路电子开关是否存在串联冗余丢失和/或并联冗余丢失的步骤包括：
当p＞k时，判定主支路电子开关串联冗余丢失，主支路电子开关失去耐受分断峰值电压能力；
当q＞j时，判定主支路电子开关并联冗余丢失，主支路电子开关失去耐受故障电流能力。
进一步的，所述根据断路器状态以及所述串联冗余丢失和/或并联冗余丢失的情况，按照预定条件控制断路器工作的步骤包括：
断路器合位状态下：
主支路电子开关串联冗余丢失且并联冗余丢失，接收到上层控制保护***分断命令时，断路器上报失灵，由上层控制保护***执行后备失灵保护动作；
仅主支路电子开关串联冗余丢失时，断路器禁止分闸，接收到上层控制保护***分断命令，断路器上报失灵；
仅主支路电子开关并联冗余丢失时，断路器强制执行自分闸；
主支路电子开关无串联冗余丢失且无并联冗余丢失时，则断路器依据上层控制保护***分闸指令执行分闸。
进一步的，所述根据断路器状态以及所述串联冗余丢失和/或并联冗余丢失的情况，按照预定条件控制断路器工作的步骤包括：
断路器分位状态下：
主支路电子开关串联冗余丢失和/或并联冗余丢失时，断路器禁止合位；
无串联冗余丢失且无并联冗余丢失时，则断路器依据上层控制保护***合闸指令执行合闸。
本发明的第二方面提供了一种混合式高压直流断路器主支路电子开关保护装置，所述主支路电子开关由m级模块串联组构成，包含k个串联组冗余模块，每级串联组由n级并联功率模块构成，包含j个并联冗余模块；每个并联功率模块并联1个旁路开关，用于隔离故障模块并形成通流支路；
所述保护装置还包括：
故障个数监测模块，用于实时监测串联组故障模块的个数p和每级串联组故障模块中并联功率模块的故障个数最大值q；
冗余丢失判断模块，根据所述p和q值，判断主支路电子开关是否存在串联冗余丢失和/或并联冗余丢失；
断路器控制模块，根据断路器状态以及所述串联冗余丢失和/或并联冗余丢失的情况，按照预定条件控制断路器工作。
进一步的，所述故障个数监测模块执行如下步骤：
串联组内的任一模块故障时，则该串联组内n级并联功率模块全部旁路，形成n级并联通流支路，由于该级串联组不具备耐受电压能力，故障模块串联组的个数记为：p＝p+1，即当前故障个数为前一故障个数加1；
若第i级串联组故障模块内出现一级故障模块旁路开关拒动未闭合，则该级故障模块无法形成并联通流支路，则该串联组内故障模块中并联功率模块的故障个数记为：qi＝qi+1，即当前故障个数为前一故障个数加1；
比较每级串联组故障模块中并联功率模块的故障个数，得到故障个数的最大值，记为q。
进一步的，所述冗余丢失判断模块执行如下步骤：
当p＞k时，判定主支路电子开关串联冗余丢失，主支路电子开关失去耐受分断峰值电压能力；
当q＞j时，判定主支路电子开关并联冗余丢失，主支路电子开关失去耐受故障电流能力。
进一步的，所述断路器控制模块执行如下步骤：
断路器合位状态下：
主支路电子开关串联冗余丢失且并联冗余丢失，接收到上层控制保护***分断命令时，断路器上报失灵，由上层控制保护***执行后备失灵保护动作；
仅主支路电子开关串联冗余丢失时，断路器禁止分闸，接收到上层控制保护***分断命令，断路器上报失灵；
仅主支路电子开关并联冗余丢失时，断路器强制执行自分闸；
主支路电子开关无串联冗余丢失且无并联冗余丢失时，则断路器依据上层控制保护***分闸指令执行分闸。
进一步的，所述断路器控制模块执行如下步骤：
断路器分位状态下：
主支路电子开关串联冗余丢失和/或并联冗余丢失时，断路器禁止合位；
无串联冗余丢失且无并联冗余丢失时，则断路器依据上层控制保护***合闸指令执行合闸。
综上所述，本发明提供了一种混合式高压直流断路器主支路电子开关保护方法及装置，该主支路电子开关由m级模块串联组构成，包含k个串联组冗余模块，每级串联组由n级并联功率模块构成，包含j个并联冗余模块；每个并联功率模块并联1个旁路开关，用于隔离故障模块并形成通流支路。该方法通过判定其是否存在功率模块串联冗余丢失和功率模块并联冗余丢失，结合断路器当前状态，以控制断路器的动作，实现对主支路电子开关的过流和过压保护，提升断路器本体设备运行的可靠性。
附图说明
图1是本发明一实施例混合式高压直流断路器的原理示意图；
图2是本发明一实施例混合式高压直流断路器主支路电子开关的原理示意图；
图3是本发明一实施例混合式高压直流断路器主支路电子开关功率模块结构示意图；
图4是本发明一实施例混合式高压直流断路器分闸过程的流程示意图；
图5是本发明一实施例混合式高压直流断路器主支路热电子开关保护方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
本发明涉及一种混合式高压直流断路器，如图1所示。混合式直流断路器由主支路1、转移支路2和耗能支路3三条并联支路构成。主支路由快速机械开关4和主支路电子开关S1串联而成，用于导通***电流；转移支路由大量功率模块SM2串联组成的电子开关S2构成，用于关断各种暂稳态工况下电流；耗能支路由MOV构成，用于抑制断路器暂态分断电压和吸收感性元件储存能量。
如图2所示，主支路电子开关由m个串联组构成，含k个串联组冗余，每级串联组由n个并联功率模块构成，包含j条并联冗余通流支路。
如图3所示，主支路电子开关功率模块由IGBT桥、避雷器F和旁路开关K构成，简称IGBT桥式功率模块。IGBT桥用于模块的通断控制，实现双向通流。避雷器F用于模块的均压和过压保护。当某一功率模块发生故障时通过旁路开关K闭合，用以保护功率模块电子开关。
进一步地，混合式直流断路器分闸过程如图4所示，具体如下：
主支路导通阶段(t0-t1)：t0时刻，***发生线路故障。故障电流经主支路机械开关和主支路电子开关流通，此阶段主支路电子开关耐受故障电流，其端电压很小。
电流转移阶段(t1-t2)：断路器收到开断命令，闭锁主支路电子开关，其两端产生换流电压，强迫主支路电流向转移支路电流转移，主支路故障电流逐渐衰减。由于主支路电子开关本体存在杂散电感，主支路电子开关关断故障电流时会在主电子开关换向电压上叠加尖峰电压。
快速机械开关分闸阶段(t2-t3)：主支路电流过零后，快速机械开关开始分闸，直至机械开关断口产生足够开距后，闭锁转移支路。此阶段断路器转移支路为通态压降很小，主支路电子开关端电压很小。
耗能支路MOV动作阶段(t3-t4)：转移支路闭锁后建立暂态电压，当电压至超过MOV动作电压后，电流由转移支路逐渐向耗能支路MOV转移，直至转移支路电流过零。机械开关分断后等效阻抗远大于主支路电子开关等效阻抗，故机械开关承受暂态电压，主支路电子开关端电压可近似等于0V。
MOV电流衰减阶段(t4-t5)：故障电流转移至耗能支路MOV后，因断路器所建立暂态电压，电流逐渐衰减至零，MOV在该过程中吸收***剩余能量。
断路器合位状态下，主支路电子开关通过n条并联支路流通***电流，主支路串联组内并联支路数n由主支路电子开关最大耐受电流、单个模块的最大通流能力和并联功率模块冗余度决定。主支路串联组数m由主支路电子开关两端承受的最大电压、单个功率模块耐受最大电压决定和串联冗余数要求决定。
因此，本发明的第一方面提供了一种混合式高压直流断路器主支路电子开关保护方法，所述主支路电子开关由m级模块串联组构成，包含k个串联组冗余模块，每级串联组由n级并联功率模块构成，包含j个并联冗余模块；每个并联功率模块并联1个旁路开关，用于隔离故障模块并形成通流支路；
所述保护方法包括如下步骤，如图5所示：
步骤S100，实时监测串联组故障模块的个数p和每级串联组故障模块中并联功率模块的故障个数最大值q。
具体的，包括如下步骤：
串联组内的任一模块故障时，则该串联组内n级并联功率模块全部旁路，形成n级并联通流支路，由于该级串联组不具备耐受电压能力，故障模块串联组的个数记为：p＝p+1，即当前故障个数为前一故障个数加1；
若第i级串联组故障模块内出现一级故障模块旁路开关拒动未闭合，则该级故障模块无法形成并联通流支路，则该串联组内故障模块中并联功率模块的故障个数记为：qi＝qi+1，即当前故障个数为前一故障个数加1；
比较每级串联组故障模块中并联功率模块的故障个数，得到故障个数的最大值，记为q。
步骤S200，根据所述p和q值，判断主支路电子开关是否存在串联冗余丢失和/或并联冗余丢失。
具体的，当p＞k时，判定主支路电子开关串联冗余丢失，主支路电子开关失去耐受分断峰值电压能力；
当q＞j时，判定主支路电子开关并联冗余丢失，主支路电子开关失去耐受故障电流能力。
步骤S300，根据断路器状态以及所述串联冗余丢失和/或并联冗余丢失的情况，按照预定条件控制断路器工作。
具体的，在断路器合位状态下：
主支路电子开关串联冗余丢失且并联冗余丢失，接收到上层控制***分闸指令，断路器上报失灵，由上层控制保护***执行后备失灵保护动作。具体的，串联冗余丢失且并联冗余丢失，主支路电子开关不具备长时间通流能力，同时无法耐受分断时电压应力。因此，断路器上报失灵，由上层控制保护***执行失灵保护，切断线路电流。
仅主支路电子开关串联冗余丢失时，主支路电子开关无法耐受分断电压应力，断路器禁止分闸；接收到上层控制保护***分断命令，断路器上报失灵；
仅主支路电子开关并联冗余丢失时，主电子开关不具备长时间通流能力，断路器强制执行自分闸；
主支路电子开关无串联冗余丢失且无并联冗余丢失时，则断路器依据上层控制保护***分闸指令执行分闸。
在断路器分位状态下：
主支路电子开关串联冗余丢失和/或并联冗余丢失时，断路器禁止合位。具体的，仅串联冗余丢失，若断路器执行合位后，主支路电子无法耐受分断时电压应力，不具备分断能力，断路器禁止合位。仅并联冗余丢失，断路器由分位执行合位后，主支路电子开关不具备长时间通流能力，断路器禁止合位。
无串联冗余丢失且无并联冗余丢失时，则断路器依据上层控制保护***合闸指令执行合闸。
本发明的第二方面提供了一种混合式高压直流断路器主支路电子开关保护装置，所述主支路电子开关由m级模块串联组构成，包含k个串联组冗余模块，每级串联组由n级并联功率模块构成，包含j个并联冗余模块；每个并联功率模块并联1个旁路开关，用于隔离故障模块并形成通流支路；
所述保护装置还包括：
故障个数监测模块，用于实时监测串联组故障模块的个数p和每级串联组故障模块中并联功率模块的故障个数最大值q；
冗余丢失判断模块，根据所述p和q值，判断主支路电子开关是否存在串联冗余丢失和/或并联冗余丢失；
断路器控制模块，根据断路器状态以及所述串联冗余丢失和/或并联冗余丢失的情况，按照预定条件控制断路器工作。
进一步的，所述故障个数监测模块执行如下步骤：
串联组内的任一模块故障时，则该串联组内n级并联功率模块全部旁路，形成n级并联通流支路，由于该级串联组不具备耐受电压能力，故障模块串联组的个数记为：p＝p+1，即当前故障个数为前一故障个数加1；
若第i级串联组故障模块内出现一级故障模块旁路开关拒动未闭合，则该级故障模块无法形成并联通流支路，则该串联组内故障模块中并联功率模块的故障个数记为：qi＝qi+1，即当前故障个数为前一故障个数加1；
比较每级串联组故障模块中并联功率模块的故障个数，得到故障个数的最大值，记为q。
进一步的，所述冗余丢失判断模块执行如下步骤：
当p＞k时，判定主支路电子开关串联冗余丢失，主支路电子开关失去耐受分断峰值电压能力；
当q＞j时，判定主支路电子开关并联冗余丢失，主支路电子开关失去耐受故障电流能力。
进一步的，所述断路器控制模块执行如下步骤：
断路器合位状态下：
主支路电子开关串联冗余丢失且并联冗余丢失，接收到上层控制保护***分断命令时，断路器上报失灵，由上层控制保护***执行后备失灵保护动作；
仅主支路电子开关串联冗余丢失时，断路器禁止分闸，接收到上层控制保护***分断命令，断路器上报失灵；
仅主支路电子开关并联冗余丢失时，断路器强制执行自分闸；
主支路电子开关无串联冗余丢失且无并联冗余丢失时，则断路器依据上层控制保护***分闸指令执行分闸。
进一步的，所述断路器控制模块执行如下步骤：
断路器分位状态下：
主支路电子开关串联冗余丢失和/或并联冗余丢失时，断路器禁止合位；
无串联冗余丢失且无并联冗余丢失时，则断路器依据上层控制保护***合闸指令执行合闸。
综上所述，本发明提供了一种混合式高压直流断路器主支路电子开关保护方法及装置，该主支路电子开关由m级模块串联组构成，包含k个串联组冗余模块，每级串联组由n级并联功率模块构成，包含j个并联冗余模块；每个并联功率模块并联1个旁路开关，用于隔离故障模块并形成通流支路。该方法通过判定其是否存在功率模块串联冗余丢失和功率模块并联冗余丢失，结合断路器当前状态，以控制断路器的动作，实现对主支路电子开关的过流和过压保护，提升断路器本体设备运行的可靠性。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种混合式高压直流断路器主支路电子开关保护方法，其特征在于，所述主支路电子开关由m级模块串联组构成，包含k个串联组冗余模块，每级串联组由n级并联功率模块构成，包含j个并联冗余模块；每个并联功率模块并联1个旁路开关，用于隔离故障模块并形成通流支路；
所述保护方法包括如下步骤：
实时监测串联组故障模块的个数p和每级串联组故障模块中并联功率模块的故障个数最大值q；
根据所述p和q值，判断主支路电子开关是否存在串联冗余丢失和/或并联冗余丢失；
根据断路器状态以及所述串联冗余丢失和/或并联冗余丢失的情况，按照预定条件控制断路器工作。
2.根据权利要求1所述的混合式高压直流断路器主支路电子开关保护方法，其特征在于，所述实时监测串联组故障模块的个数p和每级串联组故障模块中并联功率模块的故障个数最大值q的步骤包括：
串联组内的任一模块故障时，则该串联组内n级并联功率模块全部旁路，形成n级并联通流支路，由于该级串联组不具备耐受电压能力，故障模块串联组的个数记为：p＝p+1，即当前故障个数为前一故障个数加1；
若第i级串联组故障模块内出现一级故障模块旁路开关拒动未闭合，则该级故障模块无法形成并联通流支路，则该串联组内故障模块中并联功率模块的故障个数记为：qi＝qi+1，即当前故障个数为前一故障个数加1；
比较每级串联组故障模块中并联功率模块的故障个数，得到故障个数的最大值，记为q。
3.根据权利要求1或2所述的混合式高压直流断路器主支路电子开关保护方法，其特征在于，所述根据所述p和q值，判断主支路电子开关是否存在串联冗余丢失和/或并联冗余丢失的步骤包括：
当p＞k时，判定主支路电子开关串联冗余丢失，主支路电子开关失去耐受分断峰值电压能力；
当q＞j时，判定主支路电子开关并联冗余丢失，主支路电子开关失去耐受故障电流能力。
4.根据权利要求1-3任一项所述的混合式高压直流断路器主支路电子开关保护方法，其特征在于，所述根据断路器状态以及所述串联冗余丢失和/或并联冗余丢失的情况，按照预定条件控制断路器工作的步骤包括：
断路器合位状态下：
主支路电子开关串联冗余丢失且并联冗余丢失，接收到上层控制保护***分断命令时，断路器上报失灵，由上层控制保护***执行后备失灵保护动作；
仅主支路电子开关串联冗余丢失时，断路器禁止分闸，接收到上层控制保护***分断命令，断路器上报失灵；
仅主支路电子开关并联冗余丢失时，断路器强制执行自分闸；
主支路电子开关无串联冗余丢失且无并联冗余丢失时，则断路器依据上层控制保护***分闸指令执行分闸。
5.根据权利要求1-4任一项所述的混合式高压直流断路器主支路电子开关保护方法，其特征在于，所述根据断路器状态以及所述串联冗余丢失和/或并联冗余丢失的情况，按照预定条件控制断路器工作的步骤包括：
断路器分位状态下：
主支路电子开关串联冗余丢失和/或并联冗余丢失时，断路器禁止合位；
无串联冗余丢失且无并联冗余丢失时，则断路器依据上层控制保护***合闸指令执行合闸。
6.一种混合式高压直流断路器主支路电子开关保护装置，其特征在于，所述主支路电子开关由m级模块串联组构成，包含k个串联组冗余模块，每级串联组由n级并联功率模块构成，包含j个并联冗余模块；每个并联功率模块并联1个旁路开关，用于隔离故障模块并形成通流支路；
所述保护装置还包括：
故障个数监测模块，用于实时监测串联组故障模块的个数p和每级串联组故障模块中并联功率模块的故障个数最大值q；
冗余丢失判断模块，根据所述p和q值，判断主支路电子开关是否存在串联冗余丢失和/或并联冗余丢失；
断路器控制模块，根据断路器状态以及所述串联冗余丢失和/或并联冗余丢失的情况，按照预定条件控制断路器工作。
7.根据权利要求6所述的混合式高压直流断路器主支路电子开关保护装置，其特征在于，所述故障个数监测模块执行如下步骤：
串联组内的任一模块故障时，则该串联组内n级并联功率模块全部旁路，形成n级并联通流支路，由于该级串联组不具备耐受电压能力，故障模块串联组的个数记为：p＝p+1，即当前故障个数为前一故障个数加1；
若第i级串联组故障模块内出现一级故障模块旁路开关拒动未闭合，则该级故障模块无法形成并联通流支路，则该串联组内故障模块中并联功率模块的故障个数记为：qi＝qi+1，即当前故障个数为前一故障个数加1；
比较每级串联组故障模块中并联功率模块的故障个数，得到故障个数的最大值，记为q。
8.根据权利要求6或7所述的混合式高压直流断路器主支路电子开关保护装置，其特征在于，所述冗余丢失判断模块执行如下步骤：
当p＞k时，判定主支路电子开关串联冗余丢失，主支路电子开关失去耐受分断峰值电压能力；
当q＞j时，判定主支路电子开关并联冗余丢失，主支路电子开关失去耐受故障电流能力。
9.根据权利要求6-8任一项所述的混合式高压直流断路器主支路电子开关保护装置，其特征在于，所述断路器控制模块执行如下步骤：
断路器合位状态下：
主支路电子开关串联冗余丢失且并联冗余丢失，接收到上层控制保护***分断命令时，断路器上报失灵，由上层控制保护***执行后备失灵保护动作；
仅主支路电子开关串联冗余丢失时，断路器禁止分闸，接收到上层控制保护***分断命令，断路器上报失灵；
仅主支路电子开关并联冗余丢失时，断路器强制执行自分闸；
主支路电子开关无串联冗余丢失且无并联冗余丢失时，则断路器依据上层控制保护***分闸指令执行分闸。
10.根据权利要求6-9任一项所述的混合式高压直流断路器主支路电子开关保护装置，其特征在于，所述断路器控制模块执行如下步骤：
断路器分位状态下：
主支路电子开关串联冗余丢失和/或并联冗余丢失时，断路器禁止合位；
无串联冗余丢失且无并联冗余丢失时，则断路器依据上层控制保护***合闸指令执行合闸。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104635151A (zh) * 2014-12-29 2015-05-20 国家电网公司 一种级联全桥直流断路器低压等效试验电路及其检测方法
CN105281303A (zh) * 2015-10-14 2016-01-27 南京南瑞继保电气有限公司 一种混合式高压直流断路器及其实现方法
CN105790234A (zh) * 2016-03-15 2016-07-20 许继电气股份有限公司 一种高压直流断路器
CN106532661A (zh) * 2016-11-22 2017-03-22 平高集团有限公司 一种高压直流断路器的分闸控制方法
WO2017050103A1 (zh) * 2015-09-25 2017-03-30 全球能源互联网研究院 级联全桥高压直流断路器及快速重合方法、存储介质
US20190006838A1 (en) * 2016-07-20 2019-01-03 Global Energy Interconnection Research Institute Co., Ltd Novel combined direct current circuit breaker and application method thereof
CN109687405A (zh) * 2018-11-20 2019-04-26 北京交通大学 一种多端口组合型混合式直流断路器及控制方法
CN109742740A (zh) * 2018-12-19 2019-05-10 华北电力大学 一种模块型往复限流式高压直流断路器拓扑
CN110739167A (zh) * 2019-05-10 2020-01-31 许继集团有限公司 一种直流开关设备

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104635151A (zh) * 2014-12-29 2015-05-20 国家电网公司 一种级联全桥直流断路器低压等效试验电路及其检测方法
WO2017050103A1 (zh) * 2015-09-25 2017-03-30 全球能源互联网研究院 级联全桥高压直流断路器及快速重合方法、存储介质
CN105281303A (zh) * 2015-10-14 2016-01-27 南京南瑞继保电气有限公司 一种混合式高压直流断路器及其实现方法
CN105790234A (zh) * 2016-03-15 2016-07-20 许继电气股份有限公司 一种高压直流断路器
US20190006838A1 (en) * 2016-07-20 2019-01-03 Global Energy Interconnection Research Institute Co., Ltd Novel combined direct current circuit breaker and application method thereof
CN106532661A (zh) * 2016-11-22 2017-03-22 平高集团有限公司 一种高压直流断路器的分闸控制方法
CN109687405A (zh) * 2018-11-20 2019-04-26 北京交通大学 一种多端口组合型混合式直流断路器及控制方法
CN109742740A (zh) * 2018-12-19 2019-05-10 华北电力大学 一种模块型往复限流式高压直流断路器拓扑
CN110739167A (zh) * 2019-05-10 2020-01-31 许继集团有限公司 一种直流开关设备

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
裴翔羽等: "柔性直流电网线路保护与直流断路器优化协调配合策略研究", 中国电机工程学报, vol. 38, pages 11 - 18 *

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