WO2018151489A1 - 양방향 dc 차단기 - Google Patents

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WO2018151489A1
WO2018151489A1 PCT/KR2018/001852 KR2018001852W WO2018151489A1 WO 2018151489 A1 WO2018151489 A1 WO 2018151489A1 KR 2018001852 W KR2018001852 W KR 2018001852W WO 2018151489 A1 WO2018151489 A1 WO 2018151489A1
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WO
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switch
main
current
resonant
main switch
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/001852
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English (en)
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Inventor
이명진
이동빈
김건
Original Assignee
전남대학교 산학협력단
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/59—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle
    • H01H33/596—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle for interrupting dc
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    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H02H3/087—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current for dc applications

Definitions

  • the present invention relates to a bidirectional DC circuit breaker, and more particularly, to a bidirectional DC circuit breaker capable of effectively removing a fault current in a short time compared to a conventional bidirectional DC circuit breaker.
  • DC circuit breaker is a device that removes the fault current generated when a circuit for DC transmission is abnormal, and is widely used in high voltage direct current (HVDC) systems.
  • HVDC high voltage direct current
  • the DC circuit breaker is used for the purpose of eliminating the above situation by using a resonance current or the like.
  • a resonance current is generated by using a capacitor and an inductor, and a method of opening a mechanical switch when the current reaches zero by reducing the magnitude of the fault current is used. In this situation, the efficiency of the circuit 'how long the fault current can be reduced or the time until the fault current can be reduced' will vary.
  • Korean Patent No. 10-1679722 relates to a bidirectional DC circuit breaker, which uses a thyristor to control an LC resonant current and opens when a fault current occurs, so that a fault current may occur in any DC line. Characterized in that it can. Furthermore, it operates without a charging device to charge the capacitor using a steady current and simplifies the circuit to increase operating reliability. Even if the fault current is not removed at once from the LC resonant current, the operation is executed again to reduce the fault current.
  • Korean Patent No. 10-1506581 relates to a high voltage DC circuit breaker, which controls the LC resonant current by using a thyristor and improves reliability by simplifying the number of devices. In addition, it improves efficiency by using fault current to cut off faster than the existing bidirectional DC breaker, reduces the amount of fault current flowing to the receiver, and operates without any charging device because the capacitor is charged by using the normal current.
  • the conventional DC circuit breakers presented in the above patent documents do not have a small amount of fault current flowing to the receiver, and there is a lot of room for further improvement in the break time.
  • the disadvantage is that the interruption time is long because the operation must be executed again in a situation where a large amount of current cannot be reduced at one time. These disadvantages cause great damage to the receiver or circuit, which leads to increased risk and lower reliability.
  • An object of the present invention is to control the flow direction of the LC resonant current with the discharge switch, so that the LC resonant current can efficiently remove the fault current, thereby improving the reliability of the circuit and improved efficiency DC in the fault current cutoff rate and break time To provide a breaker.
  • Another object of the present invention is to control the direction of the LC resonant current even in the event of an accident where a fault occurs in the DC line to block the flow of the fault current in both directions, high reliability of minimizing the amount of fault current falling into the receiver To provide a DC breaker.
  • the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, the DC line 110 for connecting the transmitter 501 and the receiver 502; A first main switch 101 and a second main switch 201 disposed in series on the DC line 110; A main inductor 400 disposed on the DC line 110, one end of which is connected to the first main switch 101 and the other end of which is connected to the second main switch 201; And a resonance circuit unit 310 for generating a resonance current to be supplied to the first main switch 101 or the second main switch 201.
  • One end of the resonant circuit unit 310 is connected between the first main switch 101 and the main inductor 400 with a first emission switch 302 interposed therebetween, and at the same time, a second emission switch 303. ) May be connected between the second main switch 201 and the main inductor 400.
  • the other end of the resonant circuit unit 310 is connected between the transmitter 501 and the first main switch 101 with the first bypass switch 304 interposed therebetween, and at the same time, a second bypass switch 305 is provided. ) May be connected between the receiving unit 502 and the second main switch 201.
  • the first main switch 101 or the second main switch 201 is opened when the fault current becomes zero due to the resonance current supplied from the resonance circuit unit 310.
  • a first auxiliary switch 102 or a second auxiliary switch 202 may be connected to each of the first main switch 101 or the second main switch 201 in parallel.
  • a ground impedance element 301 is disposed between the first emission switch 302 or the second emission switch 303 and the resonant circuit unit 310, and the ground impedance element 301 includes an inductor and a resistor. It may be at least one selected from.
  • the resonant circuit unit 310 includes a resonant inductor 311 and a resonant capacitor 312, one end of the resonant inductor 311 is the first emission switch 302, the second emission switch 303 And, and the ground impedance element 301 is connected, the other end is connected to one end of the resonant capacitor 312, the other end of the resonant capacitor 312 is the first bypass switch 304 and the second bypass switch ( 305).
  • the reverse charge switch 313 may be connected in parallel to one end of the resonant inductor 311 and the other end of the resonant capacitor 312.
  • the first emission switch 302 and the second emission switch 303 may be activated together with the reverse charge switch 313 according to the fault current generation position to selectively send the resonance current according to the fault current direction.
  • the first main switch, the second main switch, the first emission switch, the second emission switch, the first bypass switch and the second bypass switch are each a mechanical switch, a thyristor switch, an IGBT, an IGCT, a MOSFET, It may be made of a combination of one or more selected from the BJT switch and diode.
  • the bidirectional DC circuit breaker can be cut off even if a fault current occurs anywhere in the first DC line or the second DC line, and can be efficiently blocked by sending the fault current to the line where the fault current is generated.
  • the main inductor reduces the magnitude of the fault current and greatly reduces the required value of the LC resonant current, thereby further reducing the device cost, and reducing the magnitude of the fault current flowing into the receiver or the transmitter. Has high reliability.
  • the present invention since a closed circuit is made after disconnection to cause a fault current to fall to ground, the magnitude of the fault current flowing into the receiver or the transmitter is small, and all fault currents can be processed in the circuit, resulting in an electrical fire caused by residual current. It has the effect of preventing secondary damage.
  • control of the switch is relatively complicated and clear, so that problems due to time delay do not occur and thus have high reliability.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of a bidirectional DC circuit breaker according to the prior art.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of an improved efficiency DC circuit breaker according to a first embodiment of the present invention.
  • Figure 3 shows the current flow in the DC circuit breaker when the circuit is in a normal state in the DC circuit breaker according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 illustrates a reverse charging process of the DC circuit breaker when a fault current occurs in the DC circuit breaker according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 illustrates a process of releasing the LC resonance current by opening the first emission switch 302 when a fault current occurs in the first DC line in the DC circuit breaker according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 shows the flow of current after opening the first main switch 101 by making a zero current when a fault current occurs in the first DC line in the DC circuit breaker according to the first embodiment of the present invention. will be.
  • FIG. 7 illustrates a process of processing a remaining fault current in the DC circuit breaker according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG 8 illustrates a process of releasing the LC resonance current by opening the second emission switch 303 when a fault current occurs in the second DC line in the DC circuit breaker according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 shows a DC breaker according to the first embodiment of the present invention after opening the second main switch 201 by making a zero current in the DC breaker having improved efficiency when a fault current occurs in the second DC line. It shows the flow of current.
  • FIG. 10 illustrates a form in which a DC circuit breaker according to a second embodiment of the present invention is further connected to the first main switch 101 and the second main switch 201 in parallel.
  • FIG. 11 illustrates a current flow after a fault current occurs in a first DC line and blocks the DC circuit breaker according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 illustrates a current flow after a fault current occurs in a second DC line and blocks the DC circuit breaker according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 illustrates a DC circuit breaker according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 shows a DC circuit breaker according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a bidirectional DC circuit breaker according to a first embodiment, which is the best embodiment of the present invention.
  • the bidirectional DC circuit breaker includes a first main switch 101 and a second main switch 201.
  • the main blocking circuit 300 and the main inductor 400 may be included.
  • the DC line 110 connects between the transmitter 501 and the receiver 502.
  • the first main switch 101 and the second main switch 201 are connected in series on the DC line 110.
  • the region of the DC line 110 in which the first main switch 101 is installed among the DC lines 110 is called a first DC line, and the current flow line 110 in which the second main switch 101 is installed.
  • the region of is referred to as a second DC line.
  • the main inductor 400 is provided on the DC line 110 in series between the first main switch 101 and the second main switch 201.
  • the main disconnect circuit 300 is connected in parallel with the first main switch 101, the second main switch 201, and the main inductor 400, and direct current between the first main switch 101 and the transmitter 501.
  • the first bypass switch 304 is connected to the line 110 through a second bypass switch 305 on the direct current line 110 between the second main switch 201 and the receiver 502. .
  • the resonant circuit 310 is connected to the other ends of the first bypass switch 304 and the second bypass switch 305, respectively.
  • One end of the first emission switch 302 is connected to the DC line 110 connecting the first main switch 101 and the main inductor 400, and again connects the second main switch 201 and the main inductor 400.
  • One end of the second emission switch 303 is connected to the DC line 110 to be connected, and the other end of each of the first emission switch 302 and the second emission switch 303 is connected to the resonance circuit unit 310.
  • the ground impedance element 301 is connected between each of the first emission switch 302 and the second emission switch 303 and the resonance circuit 310.
  • the resonant inductor 311 and the resonant capacitor 312 are connected in series, and the reverse charge switch 313 is connected in parallel to each end thereof.
  • a thyristor semiconductor switch (first and second emission switch, reverse charge switch) and a diode (bypass switch) are used as a representative example, as a switch that enables a large current drive that is particularly suitable for the present technology.
  • a thyristor semiconductor switch first and second emission switch, reverse charge switch
  • a diode bypass switch
  • the thyristor is a semiconductor device having four regions alternately arranged between P-type and N-type, which is responsible for controlling the current, and generally refers to SCR.
  • SCR SCR
  • a current is applied to the thyristor's gate, the thyristor operates, and the current continues to flow until the current flows in the reverse direction.
  • Various switches may be used to perform the process of carrying current, and thyristors, which are unidirectional switch elements, may be used for the optimization operation and implementation of the present technology.
  • Figure 3 shows the current flow in the steady state in the bi-directional DC circuit breaker according to an embodiment of the present invention.
  • the normal current flows from the first main switch 101 to the main inductor 400 and the second main switch 201 along the DC line 110.
  • the impedance by the main inductor 400 is almost zero, and thus, when the steady state is maintained, the influence by the main inductor 400 is ignored. do.
  • a portion of the current flowing through the DC line 110 flows into the main blocking circuit 400 through the first bypass switch 304, thereby resonant capacitor 312, resonant inductor 311, and ground impedance element 301. It flows through the ground to charge the resonant capacitor 312. Therefore, no additional charging is required for subsequent circuit operation.
  • FIG. 4 illustrates a current flow in the resonance circuit 310 when a fault current occurs in the bidirectional DC circuit breaker according to the first embodiment of the present invention.
  • a fault current occurs, a signal is sent to the gate terminal of the reverse charge switch 313 to open the resonant capacitor 312 so that the LC resonant current flows in the direction in which the fault current occurs.
  • the reverse charge switch 313 is described as controlling whether or not to start the switch operation by sending a signal to the gate terminal on the premise that it is a thyristor (the same is true for the emission switch to be described below). It will be apparent to those skilled in the art that any method capable of controlling whether the operation of the switch is started depending on the type of switch may be used.
  • FIG. 5 illustrates a current flow of emitting LC resonant current when a fault current is generated in a first DC line in the bidirectional DC circuit breaker according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 illustrates a current flow when the first main switch 101 is blocked in the bidirectional DC circuit breaker according to the first embodiment of the present invention.
  • the fault current is primarily reduced through the main inductor 400 and flows through the receiving unit 502 and the second bypass switch 305, and at this time, most of the fault current depends on the receiving unit 502 and the impedance ratio. Current flows to the second bypass switch 305. At this time, the amount of fault current reduced through the main inductor 400 is
  • FIG. 7 illustrates a current flow after inducing a fault current into the main circuit 300 in the bidirectional DC circuit breaker according to the first embodiment of the present invention.
  • the residual current is drawn to ground through the resonant capacitor 312, the resonant inductor 311, and the ground impedance element 301, and the residual current flows out to the receiver. Damage can be minimized.
  • FIG. 8 illustrates a current flow that emits an LC resonant current when a fault current occurs in a second DC line in the bidirectional DC circuit breaker according to the first embodiment of the present invention.
  • a fault current occurs in the second DC line
  • a signal is opened to the gate terminal of the second emission switch 303 to release the LC resonant current emitted from the reversely charged capacitor in the direction of the second DC line.
  • the second main switch 201 is opened to block further damage by the fault current.
  • FIG. 9 illustrates a current flow when the second main switch 201 is blocked in the bidirectional DC circuit breaker according to the first embodiment of the present invention.
  • the fault current is primarily reduced through the main inductor 400, and flows through the receiver and the first bypass switch 304, and at this time, most of the current flows through the first bypass switch according to the receiver and the impedance ratio. 304).
  • the amount of fault current reduced through the main inductor 400 is
  • the residual current is dropped into the ground through the resonance capacitor 312, the resonance inductor 311, and the ground impedance element 301, as shown in FIG. 7.
  • FIG. 10 is a bidirectional DC circuit breaker according to a second embodiment of the present invention, wherein the first auxiliary switch 102 and the second auxiliary switch 202 are respectively connected to the first main switch 101 and the second main switch 201.
  • the parallel connection By adding each of the first auxiliary switch 102 and the second auxiliary switch 102, the residual current flow changes after blocking, thereby improving the amount of current flowing out to the receiver or the transmitter.
  • the drawings show that the diodes are used as the first and second auxiliary switches, those skilled in the art will appreciate that various types of switches may be used as necessary.
  • FIG. 11 illustrates a current flow when the first main switch 101 is blocked in the bidirectional DC circuit breaker according to the second embodiment of the present invention.
  • the fault current is primarily reduced through the main inductor 400 and flows through the receiving unit and the second bypass switch 305, and at this time, most of the current flows through the second bypass switch according to the receiving unit and the impedance ratio. 305). Meanwhile, the remaining LC resonant current flows through the first auxiliary switch 102 through the first bypass switch 304 and into the main blocking circuit 300. Thereafter, the process of processing the residual current is the same as the process of FIG. 7.
  • FIG. 12 illustrates a current flow when the second main switch 201 is blocked in the bidirectional DC circuit breaker according to the second embodiment of the present invention.
  • the fault current is primarily reduced through the main inductor 400, and flows through the receiver and the first bypass switch 304, and at this time, most of the current flows through the first bypass switch according to the receiver and the impedance ratio. 304). Meanwhile, the remaining LC resonant current flows through the second auxiliary switch 202 through the second bypass switch 305 into the main blocking circuit 300. Thereafter, the process of processing the residual current is the same as the process of FIG. 7.
  • FIG. 13 shows a third embodiment of the present invention, in which a ground impedance element 301 is replaced with a resistor in a bidirectional DC circuit breaker.
  • the ground impedance element 301 may be replaced with an element such as an inductor according to circumstances, and at this point, the ground impedance element 301 may change little by little in terms of performance.
  • FIG. 14 illustrates a fourth embodiment of the present invention, in which a switch is further connected in parallel to each of the first main switch 101 and the second main switch 201 in a bidirectional DC circuit breaker, and the ground impedance element 301 is connected.
  • the circuit of the 4th form replaced with the resistor.
  • the ground impedance element 301 may be replaced with an element such as an inductor according to a situation, and at this time, the performance may be changed little by little, and the efficiency may be changed through the operation of FIGS. 11 to 12 as the switches are further connected in parallel. Seems.
  • thyristors are generally recommended for the first emission switch 302 and the second emission switch 303, and it is also possible to use other switches of the aforementioned type depending on the melting target of the circuit. .
  • the resonant capacitor 312 since the resonant capacitor 312 is charged using the normal current, the resonant capacitor 312 may be operated without an additional charging process, and the direction of the LC resonant current may be controlled using the reverse charge switch 313.
  • the main inductor 400 rapidly reduces the magnitude of the fault current, thereby reducing the amount of LC resonant current required, thereby reducing the cost of the device and lowering the performance.
  • the operation control is not so complicated, the DC circuit breaker with the minimum number of devices to simplify the process and increase the reliability.
  • first main switch 201 second main switch
  • main breaking circuit 301 ground impedance element
  • first release switch 303 second release switch
  • first bypass switch 305 second bypass switch
  • resonant circuit portion 311 resonant inductor
  • the present invention relates to a bidirectional DC circuit breaker that can effectively remove the fault current in a short time compared to the conventional bidirectional DC circuit breaker, there is industrial applicability.

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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

본 발명은 양방향 DC 차단기에 관한 것으로서, 메인 인덕터를 이용하여, 고장전류의 양을 일차적으로 급감시켜, 필요한 LC공진전류의 양을 감소시키고, 수신부나 송신부로 빠지는 잔류전류의 양을 줄인다. 또한, 정상전류 상태일 때의 전류와 역충전 스위치를 이용하여 커패시터를 충전시키므로 따로 충전이 필요하지 않다. 폐루프를 형성하여 고장전류가 수신부나 송신부로 빠지지 않게 구성하여 화재와 같은 2차 피해를 막을 수 있다.

Description

양방향 DC 차단기
본 발명은 양방향 DC 차단기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 기존의 양방향 DC 차단기에 비하여 빠른 시간 내에 고장전류를 효과적으로 제거할 수 있는 양방향 DC 차단기에 관한 것이다.
DC 차단기는 직류송전을 위한 회로에 이상이 생겼을 때 발생하는 고장전류를 제거하는 장치로서, 고전압 직류송전(HVDC: High Voltage Direct Current) 시스템에서 많이 사용되고 있다. 기존의 기계식 스위치는 직류전송 시스템에서 고장전류가 발생하면, 고장이 발생된 시스템이 정상적인 시스템에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해 개방되어 고장전류를 차단하게 된다.
하지만 이러한 기계식 스위치는 고장전류 차단을 위해 개방될 때, 고전압으로 인하여 단자에 아크(arc)가 발생될 수 있으며, 아크가 발생하게 되면 아크를 통하여 고장전류가 지속적으로 흐르게 되어, 기계식 스위치를 개방한다고 하더라도 고장전류를 완전히 차단하지 못하는 문제점이 발생한다.
DC 차단기는 전술한 상황을 공진전류 등을 이용하여 제거하는 목적으로 사용된다. 일반적으로 커패시터와 인덕터 등의 소자를 사용하여 공진전류를 발생시키고, 이를 이용하여 고장전류의 크기를 줄여 전류가 0이 되었을 때 기계식 스위치를 개방하는 방법을 사용한다. 이 상황에서, ‘소자의 성능에 따라 얼마큼 고장전류를 줄일 수 있는지, 고장전류를 줄일 수 있을 때까지의 시간’회로의 효율이 달라지게 된다.
직류송전 시스템 어디에서라도 사고는 발생할 수 있고, 이에 따라 고장전류는 어디에서든 발생할 수 있다. 이에 대처하기 위해 양방향 DC 차단기의 기술이 제시되어 왔고, 이는 고장전류가 어디에서 발생하더라도 위 고장전류를 차단할 수 있는 장점이 있다. 즉, 회로 중간에 공진 전류를 발생시켜, 회로 어디에서 고장전류가 발생하여도 이를 제거하고, 안정적으로 차단할 수 있다.
한국등록특허 제10-1679722호는 양방향 DC 차단기에 관한 것으로서, 사이리스터(Thyristor)를 이용하여, LC공진전류를 제어하고 고장전류가 발생했을 때 개방하여, 직류선류 어디에서 고장전류가 발생하더라도 이를 대처할 수 있는 것을 특징으로 한다. 더 나아가, 정상전류를 이용하여 커패시터를 충전시키기에 별다른 충전장치 없이 작동하고, 회로를 간소화 시켜 동작 신뢰성을 높였다. 고장전류가 LC공진전류에 한번에 제거되지 않더라도 재차 동작을 실행하여 고장전류를 줄이는 방법을 사용한다.
한국등록특허 제10-1506581호는 고전압 DC 차단기에 관한 것으로서, LC공진전류를 사이리스터를 이용하여 제어하고, 소자의 수를 간소화 시켜 신뢰성을 향상시켰다. 또한, 고장전류를 이용하여 효율을 개선시켜 기존의 양방향 DC 차단기보다 더 빠르게 차단시키고, 수신부로 흘러가는 고장전류의 양을 줄였으며, 정상전류를 이용하여 커패시터를 충전시키므로 별다른 충전장치 없이 작동한다.
하지만 위 특허문헌들에서 제시된 종래의 DC 차단기는 수신부로 흘러나가는 고장전류의 양이 적지 않고, 차단시간 또한 더욱 개선할 여지가 많다. 한번에 많은 전류를 감소시킬 수 없는 상황에 재차 동작을 실행해야 하므로 차단시간이 길어진다는 단점도 있다. 이러한 단점들은 수신부나 회로상에 큰 손상을 끼치게 되며, 이는 곧 위험성 증가, 신뢰성의 하락으로 이어진다.
신속한 차단과 수신부로 흘러가는 고장전류의 양을 감소시키는 것은 DC 차단기 성능에 있어 매우 중요한 지표들이며, 위 지표들을 충분히 만족시키는 성능을 보이지 못한다면, 아크전류에 의해 발생하는 화재 등의 2차 피해를 막을 수 없다. 이에 따라, DC 전류 수송의 신뢰성을 높이기 위해선 기존의 DC 차단기와 비교하여 DC 전류 차단율 및 짧은 차단 시간을 가지는 고효율 양방향 DC 차단기에 대한 요구가 있어왔다.
본 발명의 목적은 방출 스위치로 LC공진전류가 흐르는 방향을 제어하여, LC공진전류가 효율적으로 고장전류를 제거할 수 있게 함으로써 회로의 신뢰성을 높이고 고장전류 차단률 및 차단 시간에 있어서 향상된 효율의 DC 차단기를 제공하고자 함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 직류선로의 어디에 사고가 생겨 고장전류가 발생하더라도 LC공진전류의 방향을 제어하여 고장전류의 흐름을 양방향으로 모두 차단하고, 수신부로 빠지는 고장전류의 양을 최소화하는 높은 신뢰성의 DC 차단기를 제공하고자 함에 있다.
더 나아가 방출 스위치를 이용하여 LC 공진전류의 방향을 제어함으로써, 종래의 DC 차단기가 가지는 재차 동작이라는 기술적 문제점을 해결할 수 있는 DC 차단기를 제공함을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 송신부(501)와 수신부(502)를 연결하는 직류선로(110); 상기 직류선로(110) 상에 직렬로 배치되는 제1 메인 스위치(101) 및 제2 메인 스위치(201); 상기 직류선로(110) 상에 배치되되, 일단이 상기 제1 메인 스위치(101)과 연결되고, 타단이 상기 제2 메인 스위치(201)과 연결되는 메인 인덕터(400); 및 상기 제1 메인 스위치(101) 또는 상기 제2 메인 스위치(201)에 공급될 공진전류를 발생시키는 공진회로부(310)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 공진회로부(310)의 일단은, 제1 방출 스위치(302)를 개재한 상태로 상기 제1 메인 스위치(101)와 상기 메인 인덕터(400)의 사이에 연결됨과 동시에, 제2 방출 스위치(303)를 개재한 상태로 상기 제2 메인 스위치(201)과 메인 인덕터(400)의 사이에 연결될 수 있다.
그리고 상기 공진회로부(310)의 타단은, 제1 우회 스위치(304)를 개재한 상태로 상기 송신부(501)와 상기 제1 메인 스위치(101)의 사이에 연결됨과 동시에, 제2 우회 스위치(305)를 개재한 상태로 상기 수신부(502)와 상기 제2 메인 스위치(201)의 사이에 연결될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 메인 스위치(101) 또는 상기 제2 메인 스위치(201)는, 상기 공진회로부(310)부터 공급된 공진전류에 의하여 고장전류가 0이 될 때 개방되는 것을 특징으로 한다.
더 나아가 상기 제1 메인 스위치(101) 또는 제2 메인 스위치(201) 각각에는 제1 보조 스위치(102) 또는 제2 보조 스위치(202)가 각각 병렬로 연결될 수 있다.
상기 제1 방출 스위치(302) 또는 상기 제2 방출 스위치(303)와, 상기 공진회로부(310)의 사이에는 접지임피던스 소자(301)가 배치되되, 상기 접지임피던스 소자(301)는, 인덕터 및 저항 중에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
더 나아가, 상기 공진회로부(310)는 공진인덕터(311)와 공진커패시터(312)를 포함하되, 상기 공진인덕터(311)의 일단은 상기 제1 방출 스위치(302), 상기 제2 방출 스위치(303), 그리고 상기 접지임피던스소자(301)와 연결되되, 타단은 공진커패시터(312)의 일단과 연결되며, 상기 공진커패시터(312)의 타단은 상기 제1 우회 스위치(304) 및 제2 우회 스위치(305)에 연결될 수 있다.
그리고 상기 공진인덕터(311)의 일단과 공진커패시터(312)의 타단에 역충전 스위치(313)가 병렬로 연결될 수 있다. 또한 상기 제1 방출 스위치(302)와 제2 방출 스위치(303)는, 고장전류 발생 위치에 따라 역충전 스위치(313)와 함께 활성화 하여 공진전류를 고장전류 방향에 따라 선택적으로 보낼 수 있다.
상기 제1 메인 스위치, 상기 제2 메인 스위치, 상기 제1 방출 스위치, 상기 제2 방출 스위치, 상기 제1 우회 스위치 및 상기 제2 우회 스위치각각은, 기계적 스위치, 사이리스터 스위치, IGBT, IGCT, MOSFET, BJT 스위치 및 다이오드 중에서 선택된 하나 이상의 조합으로 이루어진 것일 수 있다.
본 발명에 따르면, 양방향 DC차단기의 특성으로 제1 직류선로나 제2 직류선로 어디서 고장전류가 발생하더라도 차단할 수 있으며, LC공진전류를 낭비하지 않고 고장전류가 발생한 선로로 보내 효율적으로 차단할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 메인 인덕터에 의해 고장전류의 크기를 급감시켜 LC공진전류의 필요치를 크게 감소시켜 소자비용을 더 절약할 수 있고, 수신부나 송신부로 흘러들어가는 고장전류의 크기를 감소시키기 때문에 높은 신뢰성을 가진다.
또한, 본 발명에 의하면, 차단 후 폐회로를 만들어 접지로 고장전류를 빠지게 하므로 수신부나 송신부로 흘러들어가는 고장전류의 크기가 작고, 회로 내에서 고장전류를 모두 처리할 수 있어 잔류전류로 인한 전기적인 화재인 2차적인 피해를 예방할 수 있는 효과를 가지고 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 스위치의 제어가 비교적 복잡하지 않고 명확하여 시간지연으로 인한 문제점들이 생기지 않아 높은 신뢰성을 가진다.
도 1은 종래기술에 따른 양방향 DC 차단기의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 향상된 효율의 DC 차단기의 회로도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 DC 차단기에서, 회로가 정상인 상태일 때 DC 차단기에서의 전류흐름을 도시한 것이다.
도 4은 본 발명의 제1 실시예에 따른 DC 차단기에서, 고장전류가 발생했을 때 DC 차단기의 이루어지는 역충전 과정을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 DC 차단기에서, 고장전류가 제1직류선로에서 발생했을 때 제1방출 스위치(302)를 개방해 LC공진전류를 방출하는 과정을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 DC 차단기에서, 고장전류가 제1직류선로에서 발생했을 때 전류 0점을 만들어 제1 메인 스위치(101)를 개방하고 난 후 전류의 흐름을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 DC 차단기에서, 남은 고장전류를 처리하는 과정을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 DC 차단기에서, 고장전류가 제2직류선로에서 발생했을 때, 제2방출 스위치(303)를 개방해 LC공진전류를 방출하는 과정을 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 DC 차단기에서, 고장전류가 제2직류선로에서 발생했을 때 향상된 효율의 DC 차단기에서 전류 0점을 만들어 제2 메인 스위치(201)를 개방하고 난 후 전류의 흐름을 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 DC 차단기에서, 제1 메인 스위치(101)과 제2 메인 스위치(201)에 각각 스위치를 추가로 병렬연결했을 때를 나타낸 형태를 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 DC 차단기에서, 제1 직류 선로에서 고장전류가 발생하고 이를 차단한 후의 전류 흐름을 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 DC 차단기에서, 제2 직류 선로에서 고장전류가 발생하고 이를 차단한 후의 전류 흐름을 도시한 것이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 DC 차단기를 도시한 것이다.
도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 DC 차단기를 도시한 것이다.
본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 첨부된 도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 최선의 실시형태인 제1 실시예에 따른 양방향 DC 차단기를 나타낸 회로도로서, 도 2를 참조하면, 양방향 DC 차단기는 제1 메인 스위치(101), 제2 메인 스위치(201), 메인차단회로(300), 메인 인덕터(400)를 포함할 수 있다.
직류선로(110)는 송신부(501)와 수신부(502) 사이를 연결하는데, 위 직류선로(110) 상에 상기 제1 메인 스위치(101)와 제2 메인 스위치(201)가 직렬로 연결되어 있다. 이하 설명의 편의를 위하여 직류선로(110) 중 제1 메인 스위치(101)이 설치된 직류선로(110)의 영역을 제1 직류선로라 칭하고, 제2 메인 스위치(101)이 설치된 진류선로(110)의 영역을 제2 직류선로라 칭하기로 한다.
메인 인덕터(400)는 제1 메인 스위치(101)와 제2 메인 스위치(201) 사이에 직렬로 직류선로(110) 상에 구비된다.
메인 차단회로(300)는 제1 메인 스위치(101)와 제2 메인 스위치(201), 메인 인덕터(400)와 병렬로 연결되되, 제1 메인 스위치(101)와 송신부(501)의 사이의 직류선로(110) 상에 제1 우회 스위치(304)를 통하여 연결되고, 제2 메인 스위치(201)과 수신부(502) 사이의 직류선로(110) 상에 제2 우회 스위치(305)를 통하여 연결된다. 그리고 상기 제1 우회 스위치(304)와 제2 우회 스위치(305) 각각의 타단에는 공진회로부(310)가 연결된다. 제1 메인 스위치(101)와 메인 인덕터(400)를 연결하는 직류선로(110) 상에는 제1 방출 스위치(302)의 일단이 연결되고, 다시 제2 메인 스위치(201)과 메인 인덕터(400)를 연결하는 직류선로(110) 상에는 제2 방출 스위치(303)의 일단이 연결되며, 상기 제1 방출 스위치(302)와 상기 제2 방출 스위치(303) 각각의 타단은 공진회로부(310)와 연결되되, 상기 제1 방출 스위치(302)와 상기 제2 방출 스위치(303) 각각과 상기 공진회로부(310)의 사이에는 접지임피던스 소자(301)와 연결된다.
공진회로부(310)는 공진인덕터(311)와 공진커패시터(312)가 직렬로 연결되며 각각의 일단에 역충전 스위치(313)가 병렬로 연결된다.
본 발명에 따른 제1 실시예에서는 특별히 본 기술에 최적인 대전류 구동을 가능하게 하는 스위치로서 사이리스터 반도체 스위치(제1 및 2 방출 스위치, 역충전 스위치) 및 다이오드(우회 스위치)를 대표적인 예로 사용하였으나, 사이리스터 이외의 다른 IGBT, IGCT, MOSFET, BJT, 다이오드, 기계적 스위치들이 이용될 수 있음은 통상의 기술자라면 어렵지 않게 이해할 수 있을 것이다.
사이리스터는 P형과 N형을 번갈아 배치한 4개의 영역을 가진 반도체 소자로 전류를 제어하는 기능을 담당하며 일반적으로 SCR을 말한다. 사이리스터의 게이트에 전류를 가하게 되면 사이리스터가 동작하게 되고 이는 전류가 역방향으로 흐르기 전까지는 계속 전류가 흐르게 되는 역할을 한다. 전류를 전달하는 과정을 수행하기 위해 다양한 스위치가 사용될 수 있으며, 본 기술의 최적화 동작 및 구현을 위해 단방향 스위치 소자인 사이리스터가 사용될 수 있다.
상기 구성을 갖는 본 발명의 DC 차단기의 동작을 첨부된 도 3 내지 도 9을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 다른 양방향 DC 차단기에서 정상상태일 때의 전류흐름을 나타낸 것이다. 스위치가 닫힌 정상상태에서는 정상전류가 직류선로(110)를 따라 제1 메인 스위치(101)에서 메인 인덕터(400), 그리고 제2 메인 스위치(201)로 흐르게 된다. 정상상태일 때는 직류선로(110)를 따라 흐르는 전류는 그 크기에 변화가 없으므로 메인 인덕터(400)에 의한 임피던스가 거의 0에 가깝게 되므로, 정상상태가 지속되면 메인 인덕터(400)에 의한 영향이 무시된다. 또한, 제1 우회 스위치(304)를 통해 메인 차단회로(400) 내부로 직류선로(110)를 흐르는 전류의 일부가 유입되어 공진커패시터(312), 공진인덕터(311), 접지임피던스소자(301)를 거쳐 접지로 흘러 공진커패시터(312)를 충전시키게 된다. 따라서 이후에 회로 작동시 추가 충전이 필요하지 않다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 DC 차단기에서 고장전류가 발생했을 때 공진회로부(310)에서의 전류흐름을 도시한 것이다. 고장전류가 발생했을 때 역충전 스위치(313)의 게이트단에 신호를 보내고 개방시켜, 공진커패시터(312)를 역충전 시켜 LC공진전류를 고장전류가 발생한 방향으로 흐를 수 있게 한다. 참고로, 제1 실시예에 있어서 역충전 스위치(313)는 사이리스터임을 전제로 게이트단에 신호를 보내는 것에 의하여 스위치 동작의 개시 여부를 제어하는 것으로 설명하고 있지만(아래에서 설명할 방출 스위치 역시 마찬가지임), 스위치의 종류에 따라 스위치의 동작의 개시 여부를 제어할 수 있는 어떠한 방법도 이용될 수 있음을 있음을 통상의 기술자라면 자명하게 이해할 수 있을 것이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 DC 차단기에서 고장전류가 제1 직류선로에서 발생하였을 때 LC공진전류를 방출하는 전류흐름을 도시한 것이다. 제1 직류선로에서 고장전류가 발생하였을 때, 제1 방출 스위치(302)의 게이트단에 신호를 보내 개방시켜, 역충전된 커패시터에서 방출되는 LC공진전류를 제1 직류선로 방향으로 방출시킨다. 그리고 고장전류가 0점이 되었을 때 제1 메인 스위치(101)을 개방하여 고장전류에 의해 추가피해를 차단한다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 DC 차단기에서 제1 메인 스위치(101) 차단시의 전류흐름을 도시한 것이다. 차단하는 과정에서 고장전류는 메인 인덕터(400)를 통해 1차적으로 급감하게 되며 수신부(502)와 제2 우회 스위치(305)를 통해 흐르게 되는데, 이 때 수신부(502)와 인피던스비에 따라 대부분의 전류가 제2 우회 스위치(305)로 흐르게 된다. 이 때, 메인 인덕터(400)를 통해 감소된 고장전류의 양은
Figure PCTKR2018001852-appb-I000001
(
Figure PCTKR2018001852-appb-I000002
는 고장전류의 크기, E는 직류선로와 단선부 사이에 걸리는 전압,
Figure PCTKR2018001852-appb-I000003
는 고장전류가 도달하기 전까지의 시간, idc는 정상 상태의 직류 전류, L은 메인 인덕터의 인덕턴스) 로 표현된다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 DC 차단기에서, 고장전류를 메인차단회로(300)로 유도한 후의 전류흐름을 나타낸 것이다. 잔류전류는 공진커패시터(312)와 공진인덕터(311), 접지임피던스소자(301)를 거쳐 접지로 빠지게 되고, 수신부로 잔류전류가 빠져나가므로, 잔류전류의 누설로 인한 고장이나 화재와 같은 2차적인 피해를 최소화시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 DC 차단기에서 고장전류가 제2 직류선로에서 발생하였을 때 LC공진전류를 방출하는 전류흐름을 나타낸 것이다. 제2 직류선로에서 고장전류가 발생하였을 때, 제2 방출 스위치(303)의 게이트단에 신호를 보내 개방시켜, 역충전된 커패시터에서 방출되는 LC공진전류를 제2 직류선로 방향으로 방출시킨다. 그리고 고장전류가 0점이 되었을 때 제2 메인 스위치(201)을 개방시켜 고장전류에 의해 추가피해를 차단한다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 DC 차단기에서 제2 메인 스위치(201) 차단시의 전류흐름을 나타낸 것이다. 차단하는 과정에서 고장전류는 메인 인덕터(400)를 통해 1차적으로 급감하게 되며 수신부와 제1 우회 스위치(304)를 통해 흐르게 되며 이 때 수신부와 인피던스비에 따라 대부분의 전류가 제1 우회 스위치(304)로 흐르게 된다. 이 때, 메인 인덕터(400)를 통해 감소된 고장전류의 양은
Figure PCTKR2018001852-appb-I000004
(
Figure PCTKR2018001852-appb-I000005
는 고장전류의 크기, E는 직류선로와 단선부 사이에 걸리는 전압,
Figure PCTKR2018001852-appb-I000006
는 고장전류가 도달하기 전까지의 시간, idc는 정상 상태의 직류 전류, L은 메인 인덕터의 인덕턴스)로 표현된다.
이후 잔류전류는 공진커패시터(312)와 공진인덕터(311), 접지임피던스소자(301)를 거쳐 접지로 빠지게되는 것은 도 7에 도시된 것과 같다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 양방향 DC 차단기로서, 제1 메인 스위치(101)와 제2 메인 스위치(201)에 각각 제1 보조 스위치(102) 및 제2 보조 스위치(202)를 추가로 병렬연결했다는 점에서 제1 실시예와 차이가 있다. 각각의 제1 보조 스위치(102)및 제2 보조 스위치(102)를 추가함으로 차단 후 잔류전류 흐름이 변하게 되고 이에 따라 수신부나 송신부로 빠져나가는 전류의 양을 개선시킬 수 있다. 참고로 도면들에는 제1 및 제2 보조 스위치로서 다이오드를 사용한 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라 다양한 종류의 스위치를 사용할 수 있음을 통상의 기술자라면 어렵지 않게 이해할 수 있을 것이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 양방향 DC 차단기에서 제1 메인 스위치(101) 차단시의 전류흐름을 나타낸 것이다. 차단하는 과정에서 고장전류는 메인 인덕터(400)를 통해 1차적으로 급감하게 되며 수신부와 제2 우회 스위치(305)를 통해 흐르게 되며 이 때 수신부와 인피던스비에 따라 대부분의 전류가 제2 우회 스위치(305)로 흐르게 된다. 한편, 남은 LC공진전류는 제1 보조 스위치(102)를 통해 제1 우회 스위치를(304)를 거쳐 메인차단회로(300) 안으로 흐르게 된다. 그 후 잔류전류를 처리하는 과정은 도 7의 과정과 동일하다.
도 12은 본 발명의 제2 실시예에 따른 양방향 DC 차단기에서 제2 메인 스위치(201) 차단시의 전류흐름을 도시한 것이다. 차단하는 과정에서 고장전류는 메인 인덕터(400)를 통해 1차적으로 급감하게 되며 수신부와 제1 우회 스위치(304)를 통해 흐르게 되며 이 때 수신부와 인피던스비에 따라 대부분의 전류가 제1 우회 스위치(304)로 흐르게 된다. 한편, 남은 LC공진전류는 제2 보조 스위치(202)를 통해 제2 우회 스위치를(305)를 거쳐 메인 차단회로(300) 안으로 흐르게 된다. 그 후 잔류전류를 처리하는 과정은 도 7의 과정과 동일하다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예를 도시한 것으로서, 양방향 DC 차단기에서 접지임피던스소자(301)를 저항으로 대체한 것이다. 접지임피던스소자(301)는 상황에 따라 인덕터 등과 같은 소자로도 교체가능하며 이때에 성능적인 측면에서 조금씩 변화를 보인다.
도 14는 본 발명의 제4 실시예를 도시한 것으로서, 양방향 DC 차단기에서 제1 메인 스위치(101)와 제2 메인 스위치(201)에 각각 스위치를 추가로 병렬연결하고 접지임피던스소자(301)를 저항으로 교체한 제 4형태의 회로이다. 접지임피던스소자(301)는 상황에 따라 인덕터 등과 같은 소자로 교체가능하며 이때에 성능적인 측면에서 조금씩 변화를 보이고, 스위치를 추가로 병렬연결 함에 따라 도 11에서 도 12의 작동 과정을 거쳐 그에 따른 효율을 보인다.
전술한 실시예들에 있어서, 제1 방출 스위치(302)와 제2 방출 스위치(303)는 일반적으로 사이리스터가 권장되며, 회로의 용용 타겟에 따라 앞서 언급한 종류의 다른 스위치를 사용하는 것도 가능하다.
따라서, 정상전류를 이용하여 공진커패시터(312)를 충전시키므로 추가적인 충전 과정 없이 작동할 수 있고, 역충전 스위치(313)를 이용하여 LC공진전류의 방향을 제어할 수 있다. 또한, 메인 인덕터(400)로 고장전류의 크기를 급감시키고, 이에 따라 필요한 LC공진전류의 양이 감소하여, 소자의 비용을 절감하고, 성능을 낮춰도 작동이 가능하다. 또한, 폐루프를 형성하고, 잔류전류를 메인차단회로(300)에 가둠으로써 수신부나 송신부에 잔류전류가 미치는 영향을 최소로 없애고, 효율적으로 처리할 수 있다. 또한, 작동 제어가 그렇게 복잡하지 않고, 소자의 수를 최소로 줄여 과정을 명확하게 하고 신뢰성을 높인 DC 차단기이다.
이상에서 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분 야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다 양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐만 아니라 특허 청구 범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.
(부호의 설명)
101 : 제1 메인 스위치 201 : 제2 메인 스위치
300 : 메인차단회로 301 : 접지임피던스소자
302 : 제1 방출 스위치 303 : 제2 방출 스위치
304 : 제1 우회 스위치 305 : 제2 우회 스위치
310 : 공진회로부 311 : 공진인덕터
312 : 공진커패시터 313 : 역충전 스위치
400 : 메인 인덕터 501: 송신부
502: 수신부
본 발명은 기존의 양방향 DC 차단기에 비하여 빠른 시간 내에 고장전류를 효과적으로 제거할 수 있는 양방향 DC 차단기에 관한 것으로서, 산업상 이용가능성이 있다.

Claims (8)

  1. 송신부(501)와 수신부(502)를 연결하는 직류선로(110);
    상기 직류선로(110) 상에 직렬로 배치되는 제1 메인 스위치(101) 및 제2 메인 스위치(201);
    상기 직류선로(110) 상에 배치되되, 일단이 상기 제1 메인 스위치(101)와 연결되고, 타단이 상기 제2 메인 스위치(201)과 연결되는 메인 인덕터(400); 및
    상기 제1 메인 스위치(101) 또는 상기 제2 메인 스위치(201)에 공급될 공진전류를 발생시키는 공진회로부(310)를 포함하되,
    상기 공진회로부(310)의 일단은, 제1 방출 스위치(302)를 개재한 상태로 상기 제1 메인 스위치(101)와 상기 메인 인덕터(400)의 사이에 연결됨과 동시에, 제2 방출 스위치(303)를 개재한 상태로 상기 제2 메인 스위치(201)과 메인 인덕터(400)의 사이에 연결되고,
    상기 공진회로부(310)의 타단은, 제1 우회 스위치(304)를 개재한 상태로 상기 송신부(501)와 상기 제1 메인 스위치(101)의 사이에 연결됨과 동시에, 제2 우회 스위치(305)를 개재한 상태로 상기 수신부(502)와 상기 제2 메인 스위치(201)의 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는 양방향 DC 차단기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 메인 스위치(101) 또는 상기 제2 메인 스위치(201)는, 상기 공진회로부(310)부터 공급된 공진전류에 의하여 고장전류가 0이 될 때 개방되는 것을 특징으로 하는 양방향 DC 차단기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 메인 스위치(101) 또는 제2 메인 스위치(201) 각각에는 제1 보조 스위치(102) 또는 제2 보조 스위치(202)가 각각 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 양방향 DC 차단기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 메인 스위치, 상기 제2 메인 스위치, 상기 제1 방출 스위치, 상기 제2 방출 스위치, 상기 제1 우회 스위치 및 상기 제2 우회 스위치각각은, 기계적 스위치, 사이리스터 스위치, IGBT, IGCT, MOSFET, BJT 스위치 및 다이오드 중에서 선택된 하나 이상의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 양방향 DC 차단기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 청구항에 있어서, 상기 제1 방출 스위치(302) 또는 상기 제2 방출 스위치(303)와, 상기 공진회로부(310)의 사이에는 접지임피던스 소자(301)가 배치되되,
    상기 접지임피던스 소자(301)는, 인덕터 및 저항 중에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 양방향 DC 차단기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 공진회로부(310)는 공진인덕터(311)와 공진커패시터(312)를 포함하되,
    상기 공진인덕터(311)의 일단은 상기 제1 방출 스위치(302), 상기 제2 방출 스위치(303), 그리고 상기 접지임피던스 소자(301)와 연결되되, 타단은 공진커패시터(312)의 일단과 연결되며;
    상기 공진커패시터(312)의 타단은 상기 제1 우회 스위치(304) 및 제2 우회 스위치(305)에 연결되는 것을 특징으로 하는 양방향 DC 차단기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 공진인덕터(311)의 일단과 공진커패시터(312)의 타단에 역충전 스위치(313)가 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 양방향 DC 차단기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 방출 스위치(302)와 제2 방출 스위치(303)는, 고장전류 발생 위치에 따라 역충전 스위치(313)와 함께 활성화 하여 공진전류를 고장전류 방향에 따라 선택적으로 보내는 것을 특징으로 하는 양방향 DC 차단기.
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