專利名稱：混合式軟關(guān)斷限流斷路器的換流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力輸配電裝置，尤其涉及一種斷路器用混合式軟關(guān)斷限流斷路器的換流裝置。
背景技術(shù)：
隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的擴大以及用電設(shè)備的增多，用戶對電力質(zhì)量提出了更高的要求。而目前交流輸電中大量采用的機械式斷路器，如油斷路器、空氣斷路器等，盡管它的優(yōu)點很明顯，導(dǎo)通穩(wěn)定、帶負(fù)載能力強。但它的缺點隨著對電能質(zhì)量要求的提高也越來越突出，因不能提供實時、靈活、連續(xù)和快速的服務(wù)動作，易使事故擴大，破壞系統(tǒng)穩(wěn)定性，難以滿足急劇增大的斷流容量的要求在斷開負(fù)載時往往有電弧產(chǎn)生，觸頭易燒損，開斷時間長，難以滿足一些電力用戶對故障電流開斷的速動性要求，有必要研究可以大幅度提高斷路器開斷速度的技術(shù)；在運行過程中有噪聲，機械電氣壽命受到限制等。因此，運用現(xiàn)代電力電子技術(shù)設(shè)計、研制和改造新型斷路器成為當(dāng)前斷路器發(fā)展的目標(biāo)。國外學(xué)者目前提出了一種新型的混合式限流斷路器，它是在電磁開關(guān)的基礎(chǔ)上，利用電力電子器件作為無觸頭開關(guān)與電磁開關(guān)的觸頭并聯(lián)，由電磁開關(guān)承擔(dān)穩(wěn)態(tài)過程，而無觸頭開關(guān)解決開關(guān)的動態(tài)過程，兩者形成優(yōu)勢互補?；旌鲜较蘖鲾嗦菲鞯墓ぷ髟硎钱?dāng)控制系統(tǒng)檢測出電路系統(tǒng)發(fā)生故障時，它將輸出，使電磁開關(guān)打開的同時，無觸頭開關(guān)也同時導(dǎo)通，利用電磁開關(guān)觸點間產(chǎn)生的電弧電壓，使流向電磁開關(guān)的故障電流減小，并使之流向無觸頭開關(guān)回路，當(dāng)故障電流完全流至該回路時，將無觸頭開關(guān)關(guān)斷，快速切斷故障電流。在回路電感中積蓄的能量以電壓的形式表現(xiàn)出來，經(jīng)過避雷器和回路中的阻容元件以熱能的方式吸收。與靜止型斷路器相比較，混合式限流斷路器綜合了電磁式與靜止式斷路器兩者的優(yōu)勢，而克服了各自的缺點，不僅能夠快速通斷而且結(jié)構(gòu)簡單，由于電力電子器件只在開關(guān)開斷的瞬間導(dǎo)通，平時幾乎沒有損耗，所有省卻了笨重的冷卻設(shè)備。但目前常見的固態(tài)換流回路多采用硬關(guān)斷的方式，這將在器件上產(chǎn)生較大的瞬間過壓，容易損壞器件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種能夠改善了固態(tài)開關(guān)的瞬態(tài)工作特性的混合式軟關(guān)斷限流斷路器的換流裝置。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種斷路器用混合式軟關(guān)斷限流斷路器的換流裝置，由二極管橋式電路及絕緣柵雙極晶體管T1組成，絕緣柵雙極晶體管T1的集電極端與二極管橋式電路D1與D2的共陰極端連接，絕緣柵雙極晶體管T1的發(fā)射極端與二極管橋式電路D3與D4的共陽極端連接，在二極管橋式電路D1和D2的共陰極端與D3和D4的共陽極端之間跨接緩沖電路1，緩沖電路1由二極管D11、電阻R11及電容C11構(gòu)成，二極管D11及電阻R11并聯(lián)連接后與電容C11串聯(lián)連接，在緩沖電路1的電容C11的兩端并聯(lián)連接吸收電路2和復(fù)位電路3。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點本發(fā)明是在IGBT及二極管構(gòu)成的橋式電路的基礎(chǔ)上，結(jié)合緩沖回路及吸收回路作為混合式限流斷路器的換流回路，因由IGBT構(gòu)成的固態(tài)開關(guān)通斷速度在微秒級，故可以極大提高裝置的工作速度；橋式回路可以將交流轉(zhuǎn)換為直流，具有結(jié)構(gòu)簡單的特點；同時換流回路可以保護(hù)主回路開關(guān)的觸頭，起到消弧作用，這有利于延長設(shè)備的使用壽命。利用電容作為緩沖電路彌補了IGBT與吸收電路之間反應(yīng)速度的差異，改善了固態(tài)開關(guān)的瞬態(tài)工作特性，不僅降低了線路電感在關(guān)斷時產(chǎn)生的浪涌電壓，且同時減少了器件的開關(guān)損耗，減小了電流及電壓變化率的影響，提高電路的可靠性。


圖1是本發(fā)明換流電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明換流電路原理圖。
圖3是應(yīng)用了本發(fā)明的混合式限流斷路器功能示意圖。
圖4是驅(qū)動電路控制時序及電流轉(zhuǎn)換波形。
圖5是絕緣柵雙極晶體管軟關(guān)斷電流電壓示意圖。
圖6是吸收電路對絕緣柵雙極晶體管關(guān)斷時兩端電壓影響的曲線圖，其中，圖9(a)是不加吸收電路的曲線圖，圖9(b)是加上吸收電路的曲線圖。
具體實施例方式
一種斷路器用混合式軟關(guān)斷限流斷路器的換流裝置，由二極管橋式電路及絕緣柵雙極晶體管T1組成，絕緣柵雙極晶體管T1的集電極端與二極管橋式電路D1與D2的共陰極端連接，絕緣柵雙極晶體管T1的發(fā)射極端與二極管橋式電路D3與D4的共陽極端連接，在二極管橋式電路D1和D2的共陰極端與D3和D4的共陽極端之間跨接緩沖電路1，緩沖電路1由二極管D11、電阻R11及電容C11構(gòu)成，二極管D11及電阻R11并聯(lián)連接后與電容C11串聯(lián)連接，在緩沖電路1的電容C11的兩端并聯(lián)連接吸收電路2和復(fù)位電路3，吸收電路2為壓敏電阻，其型號可為B32k250，復(fù)位電路3由絕緣柵雙極晶體管T2與放電電阻R31組成，絕緣柵雙極晶體管T1的發(fā)射極端與放電電阻R31的一端連接，絕緣柵雙極晶體管T1的集電極端與緩沖電路1電容C11的一端連接，放電電阻R31的另一端與緩沖電路1電容C11的另一端連接，上述絕緣柵雙極晶體管T1可以采用型號為BSM50GB120DN2的功率器件，絕緣柵雙極晶體管T2可以采用型號為BSM50GB120DN2的功率器件。
權(quán)利要求
1.一種斷路器用混合式軟關(guān)斷限流斷路器的換流裝置，由二極管橋式電路及絕緣柵雙極晶體管(T1)組成，絕緣柵雙極晶體管(T1)的集電極端與二極管橋式電路D1與D2的共陰極端連接，絕緣柵雙極晶體管(T1)的發(fā)射極端與二極管橋式電路D3與D4的共陽極端連接，其特征在于在二極管橋式電路D1和D2的共陰極端與D3和D4的共陽極端之間跨接緩沖電路(1)，緩沖電路(1)由二極管(D11)、電阻(R11)及電容(C11)構(gòu)成，二極管(D11)及電阻(R11)并聯(lián)連接后與電容(C11)串聯(lián)連接，在緩沖電路(1)的電容(C11)的兩端并聯(lián)連接吸收電路(2)和復(fù)位電路(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合式軟關(guān)斷限流斷路器的換流裝置，其特征在于吸收電路(2)為壓敏電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的混合式軟關(guān)斷限流斷路器的換流裝置，其特征在于復(fù)位電路(3)由絕緣柵雙極晶體管(T2)與放電電阻(R31)組成，絕緣柵雙極晶體管(T1)的發(fā)射極端與放電電阻(R31)的一端連接，絕緣柵雙極晶體管(T1)的集電極端與緩沖電路(1)電容(C11)的一端連接，放電電阻(R31)的另一端與緩沖電路(1)電容(C11)的另一端連接。
全文摘要
混合式軟關(guān)斷限流斷路器的換流裝置涉及一種斷路器用混合式軟關(guān)斷限流斷路器的換流裝置，由二極管橋式電路及絕緣柵雙極晶體管T1組成，絕緣柵雙極晶體管的集電極端與二極管橋式電路D1與D2的共陰極端連接，絕緣柵雙極晶體管的發(fā)射極端與二極管橋式電路D3與D4的共陽極端連接，其特征在于在二極管橋式電路D1和D2的共陰極端與D3和D4的共陽極端之間跨接緩沖電路1，緩沖電路由二極管D11、電阻R11及電容C11構(gòu)成，二極管及電阻并聯(lián)連接后與電容串聯(lián)連接，在緩沖電路的電容的兩端并聯(lián)連接吸收電路2和復(fù)位電路3。
文檔編號H01H9/30GK1598988SQ20041004156
公開日2005年3月23日 申請日期2004年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月30日
發(fā)明者鄭建勇, 梅軍, 秦申蓓, 丁祖軍, 蘇麟, 吳恒榮, 陳軍 申請人:東南大學(xué)