本發(fā)明涉及一種高壓直流斷路器及用于高壓直流斷路器的通流支路，屬于直流輸電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，直流斷路器的技術(shù)方案主要有三種類(lèi)型，分別是基于常規(guī)開(kāi)關(guān)的傳統(tǒng)機(jī)械式直流斷路器、基于純電力電子器件的固態(tài)直流斷路器和基于二者結(jié)合的混合式直流斷路器。其中，傳統(tǒng)機(jī)械式直流斷路器的分?jǐn)鄷r(shí)間較長(zhǎng)，固態(tài)直流斷路器的損耗較大。隨著高壓大容量半導(dǎo)體器件的發(fā)展，結(jié)合常規(guī)機(jī)械開(kāi)關(guān)和電力電子器件特點(diǎn)的混合式直流斷路器技術(shù)得到快速發(fā)展。

現(xiàn)有的直流斷路器結(jié)構(gòu)均為：并聯(lián)連接的通流支路、斷流支路和耗能支路。通流支路由一組(如2-3個(gè))輔助換流模塊和一組(如2-3個(gè))機(jī)械開(kāi)關(guān)串聯(lián)而成；斷流支路由大量斷流模塊串聯(lián)而成；耗能支路為避雷器或非線(xiàn)性電阻器，用于吸收過(guò)電壓。所謂輔助換流模塊、斷流模塊均為開(kāi)關(guān)管或者特定開(kāi)關(guān)管拓?fù)?如H橋、半橋等)。另外，有些直流斷路器還包括并聯(lián)的緩沖支路，用于在閉鎖斷流支路時(shí)起到緩沖作用。

但是，目前的混合式直流斷路器存在以下缺陷：一、在直流斷路器分閘過(guò)程中，如果機(jī)械開(kāi)關(guān)分閘不到位，在閉鎖斷流支路過(guò)程中有可能引起直流斷路器的過(guò)壓擊穿；二、在配置多臺(tái)直流斷路器的多端直流輸電電網(wǎng)中，發(fā)生單點(diǎn)直流故障后，控制保護(hù)系統(tǒng)在幾個(gè)毫秒后才能完成故障定位，直流故障電流在故障定位過(guò)程中有可能已經(jīng)超過(guò)多個(gè)直流斷路器的主動(dòng)保護(hù)閾值。如果直流斷路器在控制保護(hù)系統(tǒng)的故障定位前進(jìn)行主動(dòng)保護(hù)跳閘操作，則會(huì)增加直流斷路器誤動(dòng)作的幾率，進(jìn)而擴(kuò)大直流系統(tǒng)故障點(diǎn)的范圍；而直流斷路器在控制保護(hù)系統(tǒng)的故障定位后進(jìn)行被動(dòng)保護(hù)跳閘操作，又會(huì)延長(zhǎng)直流系統(tǒng)故障點(diǎn)的切除時(shí)間，增加換流閥的過(guò)電流風(fēng)險(xiǎn)；三、由于直流斷路器的通流支路僅有一組機(jī)械開(kāi)關(guān)和一種輔助換流模塊串聯(lián)構(gòu)成，直流斷路器過(guò)負(fù)荷能力較差。

因此，如何降低直流斷路器的過(guò)壓擊穿風(fēng)險(xiǎn)，在保證直流斷路器跳閘精度的同時(shí)，提高直流斷路器的跳閘速度以及過(guò)負(fù)荷能力成為混合式直流斷路器研究中的重要內(nèi)容。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種高壓直流斷路器及用于高壓直流斷路器的通流支路，用于解決現(xiàn)有直流斷路器過(guò)負(fù)荷能力低的問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種高壓直流斷路器，包括以下方案：

直流斷路器方案一：包括一個(gè)或至少兩個(gè)串聯(lián)連接的直流斷路器單元；所述直流斷路器單元包括并聯(lián)的通流支路、斷流支路和耗能支路；所述通流支路由一個(gè)輔助換流模塊單元與并聯(lián)的兩個(gè)或兩個(gè)以上的機(jī)械開(kāi)關(guān)單元串聯(lián)構(gòu)成；所述輔助換流模塊單元由一個(gè)或至少兩個(gè)串聯(lián)連接的輔助換流模塊構(gòu)成，所述機(jī)械開(kāi)關(guān)單元由一個(gè)或至少兩個(gè)串聯(lián)連接的機(jī)械開(kāi)關(guān)構(gòu)成；

或者：所述通流支路由并聯(lián)的兩個(gè)或兩個(gè)以上的支路單元構(gòu)成，每個(gè)所述支路單元由一個(gè)輔助換流模塊單元與一個(gè)機(jī)械開(kāi)關(guān)單元串聯(lián)而成；所述輔助換流模塊單元由一個(gè)或至少兩個(gè)串聯(lián)連接的輔助換流模塊構(gòu)成，所述機(jī)械開(kāi)關(guān)單元由一個(gè)或至少兩個(gè)串聯(lián)連接的機(jī)械開(kāi)關(guān)構(gòu)成；

或者：所述通流支路由并聯(lián)的兩個(gè)或兩個(gè)以上的輔助換流模塊單元與并聯(lián)的兩個(gè)或兩個(gè)以上的機(jī)械開(kāi)關(guān)單元串聯(lián)構(gòu)成；所述輔助換流模塊單元由一個(gè)或至少兩個(gè)串聯(lián)連接的輔助換流模塊構(gòu)成，所述機(jī)械開(kāi)關(guān)單元由一個(gè)或至少兩個(gè)串聯(lián)連接的機(jī)械開(kāi)關(guān)構(gòu)成。

直流斷路器方案二：在直流斷路器方案一的基礎(chǔ)上，所述輔助換流模塊為H橋模塊，具有并聯(lián)的第一橋臂和第二橋臂，所述第一橋臂由兩個(gè)閥組同向串聯(lián)而成，所述第二橋臂由另外兩個(gè)閥組同向串聯(lián)而成；第一橋臂的兩個(gè)閥組的串聯(lián)點(diǎn)為所述輔助換流模塊的輸入/輸出端，第二橋臂的兩個(gè)閥組的串聯(lián)點(diǎn)為所述輔助換流模塊的輸出/輸入端；所述輔助換流模塊還包括電容支路，所述電容支路與所述第一橋臂、第二橋臂并聯(lián)。

直流斷路器方案三：在直流斷路器方案二的基礎(chǔ)上，所述第一橋臂的兩閥組為全控器件閥組(T1、T3)，所述第二橋臂的兩閥組為全控器件閥組(T2、T4)。

直流斷路器方案四：在直流斷路器方案二的基礎(chǔ)上，所述第一橋臂的兩閥組為全控器件閥組(T1、T3)，所述第二橋臂的兩閥組為不控器件閥組(D2、D4)。

直流斷路器方案五：在直流斷路器方案二的基礎(chǔ)上，所述第一橋臂的兩閥組為不控器件閥組(D1、D3)，所述第二橋臂的兩閥組為不控器件閥組(D2、D4)；還包括一條全控器件支路，該全控器件支路與第一、第二橋臂并聯(lián)。

直流斷路器方案六：在直流斷路器方案二、三、四或五的基礎(chǔ)上，所述電容支路中還串聯(lián)有限流電阻(R0)。

直流斷路器方案七：在直流斷路器方案六的基礎(chǔ)上，所述電容支路還包括與所述限流電阻(R0)串聯(lián)的二極管(D0)。

本發(fā)明還提供了一種用于高壓直流斷路器的通流支路，包括以下方案：

通流支路方案一：所述通流支路由一個(gè)輔助換流模塊單元與并聯(lián)的兩個(gè)或兩個(gè)以上的機(jī)械開(kāi)關(guān)單元串聯(lián)構(gòu)成；所述輔助換流模塊單元由一個(gè)或至少兩個(gè)串聯(lián)連接的輔助換流模塊構(gòu)成，所述機(jī)械開(kāi)關(guān)單元由一個(gè)或至少兩個(gè)串聯(lián)連接的機(jī)械開(kāi)關(guān)構(gòu)成；

或者：所述通流支路由并聯(lián)的兩個(gè)或兩個(gè)以上的支路單元構(gòu)成，每個(gè)所述支路單元由一個(gè)輔助換流模塊單元與一個(gè)機(jī)械開(kāi)關(guān)單元串聯(lián)而成；所述輔助換流模塊單元由一個(gè)或至少兩個(gè)串聯(lián)連接的輔助換流模塊構(gòu)成，所述機(jī)械開(kāi)關(guān)單元由一個(gè)或至少兩個(gè)串聯(lián)連接的機(jī)械開(kāi)關(guān)構(gòu)成；

或者：所述通流支路由并聯(lián)的兩個(gè)或兩個(gè)以上的輔助換流模塊單元與并聯(lián)的兩個(gè)或兩個(gè)以上的機(jī)械開(kāi)關(guān)單元串聯(lián)構(gòu)成；所述輔助換流模塊單元由一個(gè)或至少兩個(gè)串聯(lián)連接的輔助換流模塊構(gòu)成，所述機(jī)械開(kāi)關(guān)單元由一個(gè)或至少兩個(gè)串聯(lián)連接的機(jī)械開(kāi)關(guān)構(gòu)成。

通流支路方案二：在通流支路方案一的基礎(chǔ)上，所述輔助換流模塊為H橋模塊，具有并聯(lián)的第一橋臂和第二橋臂，所述第一橋臂由兩個(gè)閥組同向串聯(lián)而成，所述第二橋臂由另外兩個(gè)閥組同向串聯(lián)而成；第一橋臂的兩個(gè)閥組的串聯(lián)點(diǎn)為所述輔助換流模塊的輸入/輸出端，第二橋臂的兩個(gè)閥組的串聯(lián)點(diǎn)為所述輔助換流模塊的輸出/輸入端；所述輔助換流模塊還包括電容支路，所述電容支路與所述第一橋臂、第二橋臂并聯(lián)。

通流支路方案三：在通流支路方案二的基礎(chǔ)上，所述第一橋臂的兩閥組為全控器件閥組(T1、T3)，所述第二橋臂的兩閥組為全控器件閥組(T2、T4)。

通流支路方案四：在通流支路方案二的基礎(chǔ)上，所述第一橋臂的兩閥組為全控器件閥組(T1、T3)，所述第二橋臂的兩閥組為不控器件閥組(D2、D4)。

通流支路方案五：在通流支路方案二的基礎(chǔ)上，所述第一橋臂的兩閥組為不控器件閥組(D1、D3)，所述第二橋臂的兩閥組為不控器件閥組(D2、D4)；還包括一條全控器件支路，該全控器件支路與第一、第二橋臂并聯(lián)。

通流支路方案六：在通流支路方案二、三、四或五的基礎(chǔ)上，所述電容支路中還串聯(lián)有限流電阻(R0)。

通流支路方案七：在通流支路方案六的基礎(chǔ)上，所述電容支路還包括與所述限流電阻(R0)串聯(lián)的二極管(D0)。

本發(fā)明的有益效果是：在直流斷路器的通流支路中并聯(lián)兩個(gè)機(jī)械開(kāi)關(guān)單元，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷過(guò)大的時(shí)，通過(guò)投入兩個(gè)機(jī)械開(kāi)關(guān)單元，使得系統(tǒng)電流經(jīng)過(guò)兩路流過(guò)直流斷路器，有效提高了直流斷路器的通流能力。

附圖說(shuō)明

圖1是直流斷路器單元的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是高壓直流斷路器通流支路的第一實(shí)施例；

圖3是高壓直流斷路器通流支路的第二實(shí)施例；

圖4是高壓直流斷路器通流支路的第三實(shí)施例；

圖5是輔助換流模塊SMC的第一實(shí)施例；

圖6是輔助換流模塊SMC的第二實(shí)施例；

圖7是輔助換流模塊SMC的第三實(shí)施例；

圖8是輔助換流模塊SMC的第四實(shí)施例；

圖9是輔助換流模塊SMC的第五實(shí)施例；

圖10是輔助換流模塊SMC的第六實(shí)施例；

圖11是斷流模塊SMB的實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

該高壓直流斷路器包括多個(gè)串聯(lián)連接直流斷路器單元。其中，如圖1所示，每個(gè)直流斷路器單元包括并聯(lián)連接的通流支路、斷流支路和耗能支路。

直流斷路器實(shí)施例1：

下面以一個(gè)直流斷路器單元為例，對(duì)該直流斷路器進(jìn)行詳細(xì)介紹。如圖2所示，該直流斷路器單元的通流支路由第一機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K1和第二機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K2并聯(lián)連接后與一個(gè)輔助換流模塊單元串聯(lián)組成，斷流支路由一組斷流模塊SMB串聯(lián)組成，耗能支路由非線(xiàn)性電阻器Z組成以消耗故障電流。其中，第一機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K1和第二機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K2均由若干個(gè)機(jī)械開(kāi)關(guān)K串聯(lián)構(gòu)成，機(jī)械開(kāi)關(guān)K的個(gè)數(shù)至少為1個(gè)，輔助換流模塊單元由若干個(gè)輔助換流模塊SMC串聯(lián)構(gòu)成，輔助換流模塊SMC的個(gè)數(shù)至少為1個(gè)。

正常運(yùn)行情況下，高壓直流斷路器通流支路中的第一機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K1中的所有機(jī)械開(kāi)關(guān)閉合，輔助換流模塊單元中的所有輔助換流模塊SMC解鎖，直流電流流經(jīng)通流支路中的第一機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K1和輔助換流模塊單元。當(dāng)然，作為備選，也可以選擇第二機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K2閉合。當(dāng)直流斷路器主動(dòng)保護(hù)檢測(cè)到直流故障，需要切斷與其串聯(lián)的直流故障電流時(shí)，直流斷路器的分閘控制過(guò)程如下：

(1)控制解鎖直流斷路器斷流支路中的全部斷流模塊SMB，閉鎖直流斷路器通流支路中的全部輔助換流模塊SMC，將故障電流從通流支路轉(zhuǎn)移到斷流支路。

(2)當(dāng)直流故障電流轉(zhuǎn)移到斷流支路后，斷開(kāi)直流斷路器通流支路中的第一機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K1。

(3)根據(jù)直流斷路器在設(shè)定時(shí)間deltT1內(nèi)是否接收到第一機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K1的分閘位置信號(hào)，可分為兩種情況：

情況1若直流斷路器在設(shè)定時(shí)間deltT1內(nèi)沒(méi)有收到第一機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K1的分閘位置信號(hào)，控制閉合直流斷路器的通流支路中第二機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K2，解鎖直流斷路器通流支路中的全部輔助換流模塊SMC，同時(shí)向控制保護(hù)系統(tǒng)發(fā)送不允許分閘告警信號(hào)。

情況2若直流斷路器在設(shè)定時(shí)間deltT1內(nèi)收到第一機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K1的分閘位置信號(hào)，則判定直流斷路器在設(shè)定時(shí)間deltT2內(nèi)是否接收到控制保護(hù)系統(tǒng)的分閘命令，也分為兩種情況：

a.若直流斷路器在設(shè)定時(shí)間deltT2內(nèi)沒(méi)有收到控制保護(hù)系統(tǒng)的分閘命令，控制閉合直流斷路器的通流支路中的第二機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K2，解鎖直流斷路器通流支路中的全部輔助換流模塊SMC，最后閉鎖直流斷路器斷流支路中的全部斷流模塊SMB。

b.若直流斷路器在規(guī)定時(shí)間deltT2內(nèi)收到控制保護(hù)系統(tǒng)的分閘命令，閉鎖直流斷路器的斷流支路中的全部斷流模塊SMB，將故障電流轉(zhuǎn)入到與斷流支路并聯(lián)的耗能支路，從而完成直流電流的切除。

其中，直流斷路器等待第一機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K1分閘位置信號(hào)的設(shè)定時(shí)間deltT1以及等待保護(hù)系統(tǒng)的分閘命令的設(shè)定時(shí)間deltT2均由機(jī)械開(kāi)關(guān)K的物理特性決定。

本實(shí)施例中，將機(jī)械開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)為兩個(gè)并聯(lián)的機(jī)械開(kāi)關(guān)單元，從而保證安全；同時(shí)，在同等機(jī)械開(kāi)關(guān)性能的基礎(chǔ)上，還可以將第二機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K2中的機(jī)械開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)為合閘速度快的開(kāi)關(guān)，進(jìn)一步保證安全。

當(dāng)直流斷路器連接的直流輸電電網(wǎng)過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，超過(guò)直流斷路器的通流支路中第一機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K1或者第二機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K2的通流能力時(shí)，閉合直流斷路器的通流支路中第一機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K1和第二機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K2，解鎖直流斷路器的通流支路中的所有輔助換流模塊SMC，穩(wěn)態(tài)電流流經(jīng)直流斷路器通流支路中的第一機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K1、第二機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K2和所有輔助換流模塊SMC。

直流斷路器實(shí)施例2：

如圖3所示，與實(shí)施例1中的直流斷路器不同的是，本實(shí)施例中的高壓直流斷路器的通流支路由兩條支路并聯(lián)構(gòu)成，其中第一條支路由第一機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K1和第一輔助換流模塊單元SMC1串聯(lián)構(gòu)成，第二條支路由第二機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K2和第二輔助換流模塊單元SMC2串聯(lián)構(gòu)成。其中，第一機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K1和第二機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K2均由若干個(gè)機(jī)械開(kāi)關(guān)K串聯(lián)構(gòu)成，機(jī)械開(kāi)關(guān)K的個(gè)數(shù)至少為1個(gè)，第一輔助換流模塊單元SMC1和第二輔助換流模塊單元SMC2均由若干個(gè)輔助換流模塊SMC串聯(lián)構(gòu)成，輔助換流模塊SMC的個(gè)數(shù)至少為1個(gè)。

正常運(yùn)行情況下，高壓支路斷路器通流支路中的第一機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K1閉合，第一輔助換流模塊單元SMC1解鎖，直流電流流經(jīng)通流支路中的第一機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K1和第一輔助換流模塊單元SMC1。當(dāng)然，作為備選，也可以選擇第二機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K2閉合，第二輔助換流模塊單元SMC2解鎖。當(dāng)直流斷路器主動(dòng)保護(hù)檢測(cè)到直流故障，需要切斷與其串聯(lián)的直流故障電流時(shí)，該直流斷路器的分閘控制過(guò)程如下：

(1)控制解鎖直流斷路器斷流支路中的全部斷流模塊SMB，閉鎖直流斷路器通流支路中的第一輔助換流模塊單元SMC1，將故障電流從通流支路轉(zhuǎn)移到斷流支路。

(2)當(dāng)直流故障電流轉(zhuǎn)移到斷流支路后，斷開(kāi)直流斷路器的通流支路中第一機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K1。

(3)根據(jù)直流斷路器在設(shè)定時(shí)間deltT1內(nèi)是否接收到第一機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K1的分閘位置信號(hào)，可分為兩種情況：

情況1若直流斷路器在設(shè)定時(shí)間deltT1內(nèi)沒(méi)有收到第一機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K1的分閘位置信號(hào)，控制解鎖直流斷路器通流支路中的第二輔助換流模塊單元SMC2，閉合直流斷路器的通流支路中第二機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K2，同時(shí)向控制保護(hù)系統(tǒng)發(fā)送不允許分閘告警信號(hào)。

情況2若直流斷路器在設(shè)定時(shí)間deltT1內(nèi)收到第一機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K1的分閘位置信號(hào)，則判定直流斷路器在設(shè)定時(shí)間deltT2內(nèi)是否接收到控制保護(hù)系統(tǒng)的分閘命令，也可分為兩種情況：

a.若直流斷路器在設(shè)定時(shí)間deltT2內(nèi)沒(méi)有收到控制保護(hù)系統(tǒng)的分閘命令，閉合直流斷路器的通流支路中的第二機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K2，解鎖直流斷路器通流支路中的第二輔助換流模塊單元SMC2，最后閉鎖直流斷路器斷流支路中的全部斷流模塊SMB。

b.若直流斷路器在規(guī)定時(shí)間deltT2內(nèi)收到控制保護(hù)系統(tǒng)的分閘命令，閉鎖直流斷路器的斷流支路中的全部斷流模塊SMB，將故障電流轉(zhuǎn)入到與斷流支路并聯(lián)的耗能支路，從而完成直流電流的切除。

其中，直流斷路器等待第一機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K1分閘位置信號(hào)的設(shè)定時(shí)間deltT1以及等待保護(hù)系統(tǒng)的分閘命令的設(shè)定時(shí)間deltT2均由機(jī)械開(kāi)關(guān)K的物理特性決定。

當(dāng)直流斷路器連接的直流輸電電網(wǎng)過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，超過(guò)直流斷路器的通流支路中第一機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K1或者第二機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K2的通流能力時(shí)，閉合直流斷路器通流支路中的第一機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K1和第二機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K2，解鎖直流斷路器的通流支路中的第一輔助換流模塊單元SMC1和第二輔助換流模塊單元SMC2的所有輔助換流模塊SMC，穩(wěn)態(tài)電流流經(jīng)直流斷路器通流支路中的第一機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K1和第一輔助換流模塊單元SMC1支路以及第二機(jī)械開(kāi)關(guān)單元K2和第二輔助換流模塊單元SMC2支路。

直流斷路器實(shí)施例3：

如圖4所示，采用了另一種機(jī)械開(kāi)關(guān)并聯(lián)形式，相當(dāng)于在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上將兩個(gè)輔助換流模塊單元與機(jī)械開(kāi)關(guān)單元串聯(lián)點(diǎn)并聯(lián)起來(lái)。這種方式可以較為靈活地選擇相對(duì)應(yīng)成為通路的輔助換流模塊單元與機(jī)械開(kāi)關(guān)單元，具體控制方法與實(shí)施例2類(lèi)同，在此不再贅述。

下面具體介紹用于上述直流斷路器單元中的輔助換流模塊SMC和斷流模塊SMB。

輔助換流模塊SMC第一實(shí)施例：

如圖5所示，輔助換流模塊SMC為H橋模塊，包括并聯(lián)的第一橋臂和第二橋臂，其中第一橋臂由全控器件閥組T1和全控器件閥組T3同向串聯(lián)構(gòu)成，第二橋臂由全控器件閥組T2和全控器件閥組T4同向串聯(lián)構(gòu)成。全控器件閥組T1和T3通過(guò)電節(jié)點(diǎn)a同向串聯(lián)，全控器件閥組T2和T4通過(guò)電節(jié)點(diǎn)b同向串聯(lián)。全控器件閥組T1通過(guò)電節(jié)點(diǎn)c與全控器件閥組T2連接，全控器件閥組T3通過(guò)電節(jié)點(diǎn)d與全控器件閥組T4連接，第一橋臂和第二橋臂中的電流流向相反。電節(jié)點(diǎn)c和電節(jié)點(diǎn)d之間連接有電容支路，該電容支路包括串聯(lián)連接的限流電阻R0與充電電容C0，該電容支路與第一橋臂和第二橋臂并聯(lián)連接。全控器件閥組T1、T2、T3和T4均包括同向串聯(lián)連接的若干個(gè)全控器件IGBT。從電節(jié)點(diǎn)a和電節(jié)點(diǎn)b分別引出一個(gè)連接線(xiàn)，當(dāng)電流方向?yàn)橛蒩到b時(shí)，即電流經(jīng)過(guò)全控器件閥組T3中的全控器件和全控器件閥組T4中的反并聯(lián)二極管時(shí)，電節(jié)點(diǎn)a作為輔助換流模塊SMC的輸入端，b作為輔助換流模塊SMC的輸出端；當(dāng)電流方向?yàn)橛蒪到a時(shí)，即電流經(jīng)過(guò)全控器件閥組T1中的全控器件和全控器件閥組T2中的反并聯(lián)二極管時(shí)，電節(jié)點(diǎn)b作為輔助換流模塊SMC的輸入端，a作為輔助換流模塊SMC的輸出端。

當(dāng)然，為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，輔助換流模塊SMC的全控器件閥組T1、T2、T3和T4也可均由一個(gè)全控器件構(gòu)成。另外，該電容支路可以?xún)H由電容構(gòu)成，也可含有多個(gè)串聯(lián)連接的電容和電阻器。

輔助換流模塊SMC第二實(shí)施例：

如圖6所示，在輔助換流模塊SMC第一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，電容支路中電阻器R0的兩端還并聯(lián)有一個(gè)二極管D0。當(dāng)對(duì)充電電容C0進(jìn)行充電時(shí)，二極管D0的存在避免了充電電流流經(jīng)限流電阻R0。由于已對(duì)輔助換流模塊SMC第一實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)介紹，因此對(duì)輔助換流模塊SMC第二實(shí)施例不再贅述。

輔助換流模塊SMC第三實(shí)施例：

如圖7所示，輔助換流模塊SMC為H橋模塊，包括并聯(lián)的第一橋臂和第二橋臂，其中第一橋臂由全控器件閥組T1和全控器件閥組T3同向串聯(lián)構(gòu)成，第二橋臂由不控器件閥組D2和不控器件閥組D4同向串聯(lián)構(gòu)成。全控器件閥組T1和T3通過(guò)電節(jié)點(diǎn)a同向串聯(lián)，不控器件閥組D2和D4通過(guò)電節(jié)點(diǎn)b同向串聯(lián)。全控器件閥組T1通過(guò)電節(jié)點(diǎn)c與不控器件閥組D2連接，全控器件閥組T3通過(guò)電節(jié)點(diǎn)d與不控器件閥組D4連接，第一橋臂和第二橋臂中的電流流向相反。電節(jié)點(diǎn)c和電節(jié)點(diǎn)d之間連接有電容支路，該電容支路包括串聯(lián)連接的限流電阻R0與充電電容C0，該電容支路與第一橋臂和第二橋臂并聯(lián)連接。全控器件閥組T1和T3均由同向串聯(lián)連接的若干個(gè)全控器件IGBT組成，不控器件閥組D2和D4均由同向串聯(lián)連接的若干個(gè)二極管組成。從電節(jié)點(diǎn)a和電節(jié)點(diǎn)b分別引出一個(gè)連接線(xiàn)，當(dāng)電流方向?yàn)橛蒩到b時(shí)，即電流經(jīng)過(guò)全控器件閥組T3中的全控器件和不控器件閥組D4中的二極管時(shí)，電節(jié)點(diǎn)a作為輔助換流模塊SMC的輸入端，b作為輔助換流模塊SMC的輸出端；當(dāng)電流方向?yàn)橛蒪到a時(shí)，即電流經(jīng)過(guò)全控器件閥組T1中的全控器件和不控器件閥組D2中的二極管時(shí)，電節(jié)點(diǎn)b作為輔助換流模塊SMC的輸入端，a作為輔助換流模塊SMC的輸出端。

當(dāng)然，為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，輔助換流模塊SMC的全控器件閥組T1和T3也可均由一個(gè)全控器件構(gòu)成，不控器件閥組D2和D4也可均由一個(gè)二極管構(gòu)成。另外，該電容支路可以?xún)H由電容構(gòu)成，也可含有多個(gè)串聯(lián)連接的電容和電阻器。

輔助換流模塊SMC第四實(shí)施例：

如圖8所示，在輔助換流模塊SMC第三實(shí)施例的基礎(chǔ)上，電容支路中電阻器R0的兩端還并聯(lián)有一個(gè)二極管D0。當(dāng)對(duì)充電電容C0進(jìn)行充電時(shí)，二極管D0的存在避免了充電電流流經(jīng)限流電阻R0。由于已對(duì)輔助換流模塊SMC第三實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)介紹，因此對(duì)輔助換流模塊SMC第四實(shí)施例不再贅述。

輔助換流模塊SMC第五實(shí)施例：

如圖9所示，輔助換流模塊SMC為H橋模塊，包括并聯(lián)的第一橋臂和第二橋臂，其中第一橋臂由不控器件閥組D1和不控器件閥組D3同向串聯(lián)構(gòu)成，第二橋臂由不控器件閥組D2和不控器件閥組D4同向串聯(lián)構(gòu)成。不控器件閥組D1和D3通過(guò)電節(jié)點(diǎn)a同向串聯(lián)，不控器件閥組D2和D4通過(guò)電節(jié)點(diǎn)b同向串聯(lián)。不控器件閥組D1通過(guò)電節(jié)點(diǎn)c與不控器件閥組D2連接，不控器件閥組D3通過(guò)電節(jié)點(diǎn)d與不控器件閥組D4連接，第一橋臂和第二橋臂中的電流流向相反。電節(jié)點(diǎn)c和電節(jié)點(diǎn)d之間連接有電容支路和包含有全控器件閥組T5的全控器件支路，該電容支路包括串聯(lián)連接的限流電阻R0與充電電容C0，該電容支路、全控器件支路與第一橋臂和第二橋臂并聯(lián)連接。不控器件閥組D1、D2、D3和D4均由同向串聯(lián)連接的若干個(gè)二極管組成，全控器件閥組T5由同向串聯(lián)連接的若干個(gè)全控器件IGBT組成。從電節(jié)點(diǎn)a和電節(jié)點(diǎn)b分別引出一個(gè)連接線(xiàn)，當(dāng)電流方向?yàn)橛蒩到b時(shí)，即電流經(jīng)過(guò)不控器件閥組D1中的二極管、全控器件閥組T5中的全控器件和不控器件閥組D4中的二極管時(shí)，電節(jié)點(diǎn)a作為輔助換流模塊SMC的輸入端，b作為輔助換流模塊SMC的輸出端；當(dāng)電流方向?yàn)橛蒪到a時(shí)，即電流經(jīng)過(guò)不控器件閥組D2中的二極管、全控器件閥組T5中的全控器件和不控器件閥組D3中的二極管時(shí)，電節(jié)點(diǎn)b作為輔助換流模塊SMC的輸入端，a作為輔助換流模塊SMC的輸出端。

當(dāng)然，為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，輔助換流模塊SMC的全控器件閥組T5也可由一個(gè)全控器件構(gòu)成，不控器件閥組D1、D2、D3和D4也可均由一個(gè)二極管構(gòu)成。另外，該電容支路可以?xún)H由電容構(gòu)成，也可含有多個(gè)串聯(lián)連接的電容和電阻器。

輔助換流模塊SMC第六實(shí)施例：

如圖10所示，在輔助換流模塊SMC第五實(shí)施例的基礎(chǔ)上，電容支路中電阻器R0的兩端還并聯(lián)有一個(gè)二極管D0。當(dāng)對(duì)充電電容C0進(jìn)行充電時(shí)，二極管D0的存在避免了充電電流流經(jīng)限流電阻R0。由于已對(duì)輔助換流模塊SMC第五實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)介紹，因此對(duì)輔助換流模塊SMC第六實(shí)施例不再贅述。

斷流模塊SMB的實(shí)施例：

如圖11所示，斷流模塊SMB為H橋模塊，包括并聯(lián)的第一橋臂和第二橋臂，其中第一橋臂由不控器件閥組D1和不控器件閥組D3同向串聯(lián)構(gòu)成，第二橋臂由不控器件閥組D6和不控器件閥組D8同向串聯(lián)構(gòu)成。不控器件閥組D1和D3通過(guò)電節(jié)點(diǎn)a′同向串聯(lián)，不控器件閥組D6和D8通過(guò)電節(jié)點(diǎn)b′同向串聯(lián)。不控器件閥組D1通過(guò)電節(jié)點(diǎn)c′與不控器件閥組D6連接，不控器件閥組D3通過(guò)電節(jié)點(diǎn)d′與不控器件閥組D8連接，第一橋臂和第二橋臂中的電流流向相反。電節(jié)點(diǎn)c′和電節(jié)點(diǎn)d′之間連接有包含有全控器件閥組T6的全控器件支路，該全控器件支路與第一橋臂和第二橋臂并聯(lián)連接。不控器件閥組D1、D3、D6和D8均由同向串聯(lián)連接的若干個(gè)二極管組成，全控器件閥組T6由同向串聯(lián)連接的若干個(gè)全控器件IGBT組成。從電節(jié)點(diǎn)a′和電節(jié)點(diǎn)b′分別引出一個(gè)連接線(xiàn)，當(dāng)電流方向?yàn)橛蒩′到b′時(shí)，即電流經(jīng)過(guò)不控器件閥組D1中的二極管、全控器件閥組T6中的全控器件和不控器件閥組D8中的二極管時(shí)，電節(jié)點(diǎn)a′作為斷流模塊SMB的輸入端，b′作為斷流模塊SMB的輸出端；當(dāng)電流方向?yàn)橛蒪′到a′時(shí)，即電流經(jīng)過(guò)不控器件閥組D6中的二極管、全控器件閥組T6中的全控器件和不控器件閥組D3中的二極管時(shí)，電節(jié)點(diǎn)b′作為斷流模塊SMB的輸入端，a′作為斷流模塊SMB的輸出端。

為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，斷流模塊SMB的全控器件閥組T6也可由一個(gè)全控器件構(gòu)成，不控器件閥組D1、D3、D6和D8也可均由一個(gè)二極管構(gòu)成。

當(dāng)然，在上述高壓直流斷路器的實(shí)施例中，所有全控器件IGBT也可替換為IEGT、GTO或MOSFET；非線(xiàn)性電阻器Z也可替換為避雷器等其他耗能器件；斷流模塊SMB也可采用現(xiàn)有技術(shù)中的其他常見(jiàn)橋式結(jié)構(gòu)、半橋結(jié)構(gòu)或者本實(shí)施例中的輔助換流模塊SMC結(jié)構(gòu)。且在不同的高壓直流斷路器中，所串聯(lián)的直流斷路器單元的數(shù)目不定，可以為一個(gè)，也可以為多個(gè)。

用于高壓直流斷路器的通流支路實(shí)施例：

由于在高壓直流斷路器的實(shí)施例中已對(duì)該通流支路進(jìn)行了詳細(xì)介紹，此處不再贅述。