CN103972875B - 限制线路电流或使电流分断的装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种限制线路电流或使电流分断的装置，包括分断电流支路；还包括桥式支路，所述桥式支路包括由4条完全相同的电流换向支路所构成的两条桥臂，所述4条电流换向支路两两同向串联，所形成的两条桥臂再进行并联，两桥臂均与所述分断电流支路并联连接，且两桥臂的桥臂中点分别连接线路的两端；所述各电流换向支路均包括相互串联的至少一个高速隔离开关和至少一个双向功率半导体开关。此装置能够适应线路的双向电流，在保证足够快地分断速度和低损耗的前提下，大大降低装置的成本，减小装置器件布局、安装及布线的难度。本发明还公开一种使用前述装置限制线路电流或使电流分断的控制方法。

Description

限制线路电流或使电流分断的装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种限制线路电流或使线路电流分断的装置，以及一种控制该装置的方法。

背景技术

在多端直流输电系统中，高压直流断路器是至关重要的设备之一。多端高压直流输电系统由于电压等级高、线路阻抗小，一旦发生线路短路故障，将很快影响到直流输电网络和交流网络，必须迅速切除故障。因此，高压直流断路器需要动作速度快，能够最大限度地减小故障持续时间或抑制故障电流，减小故障对交/直流输电网络的冲击。由于高压直流断路器串联于输电线路，输电线路中潮流方向不确定，电流可能存在两个方向，因此要求断路器能够分断两个方向的直流电流。

中国专利申请CN102780200A采用传统高压直流断路器分断直流电流，传统高压直流断路器结构由3部分构成：交流断路器、LC振荡回路和耗能元件。交流断路器分开后产生电弧，电弧电压与LC振荡回路发生谐振，当振荡电流峰值达到直流电流幅值时可完全抵消直流电流，使断路器端口出现过零点，促使电弧熄灭，实现关断直流电流的目的。这种分断方式不包括功率半导体器件，没有方向性，因此，可以分断两个方向的电流，且正常工作时损耗很小。但是，传统高压直流断路器灭弧时间较长，约几十毫秒，无法满足快速隔离多端直流输电系统故障的需求。

为满足快速隔离直流故障电流并且保持较高的输电效率，中国专利申请CN102687221A公开了一种使输电线路或配电线路的电流短路的装置和方法以及限流布置，包括主断路器、高速开关、辅助断路器和非线性电阻耗能元件。正常工作模式下，线路电流流过辅助回路，通态损耗小；故障模式下，电流换至主断路器，最终由耗能元件吸收分断能力。

高压直流断路装置关断故障电流后主断路器承受数百kV电压，仅在一个电流方向上功率半导体器件串联数目就已达到数百只。由于功率半导体器件只能单方向导通，为了实现在两个电流方向上都能够关断故障电流，该高压直流断路装置中的主断路器基本串联单元采用了两个功率半导体器件反串联或反并联结构，主断路器的功率半导体器件数量增加了一倍，在第一电流方向分断时，第二电流方向的功率半导体器件对分断电流或承受电压没有有益作用，相当于主断路器功率半导体器件的利用率只有50％。由于功率半导体器件的成本在该装置总成本中占有很大的比例，因此为了实现双向电流的分断功能，大大增加了装置的成本。主断路器中第二电流方向的功率半导体器件的增加不但不会产生有益作用，第二电流方向的功率半导体器件反而会受到在第一电流方向关断时产生的过压和过流的不利影响。如果第二电流方向的功率半导体器件与第一电流方向的功率半导体器件采用反向并联的方式连接，在第一电流方向关断时的过电压将施加在第二电流方向的功率半导体器件上，该电压对于第二电流方向的功率半导体器件来说是反向电压，会对器件造成损伤；如果采用第二电流方向的带反并联二极管的功率半导体器件与第一电流方向的带反并联二极管的功率半导体器件采用反向串联的方式连接，在第一电流方向关断过程中产生的很高的突变电流将流过第二电流方向的功率半导体器件中的续流二极管，会对器件的寿命造成不利影响。

增加的第二电流方向的功率半导体器件也会对主断路器的结构设计及电气设计造成不利的影响，第一电流方向的功率半导体器件的布置方向是一致的，使得电气设计及结构设计具有一致性。第二电流方向的功率半导体器件的增加破坏了原有布置方向的一致性，导致对器件布局、安装及布线的难度增加。

中国专利申请CN102687221A的辅助断路器支路中的超高速机械开关与主断路器是并联关系，超高速机械开关无法完全隔断设备，保护主断路器，主断路器没有明显断点，不利于检修和维护。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种限制线路电流或使电流分断的装置及其控制方法，其能够适应线路的双向电流，在保证足够快地分断速度和低损耗的前提下，大大降低装置的成本，减小装置器件布局、安装及布线的难度。

为了达成上述目的，本发明采用的解决方案是：

一种限制线路电流或使电流分断的装置，包括分断电流支路，所述分断电流支路包括一个分断单元或至少两个分断单元的串联连接，所述各分断单元均包括一个固态直流断路器和一个非线性电阻的并联连接；

还包括桥式支路，所述桥式支路包括由4条完全相同的电流换向支路所构成的两条桥臂，所述4条电流换向支路两两同向串联，所形成的两条桥臂再进行并联，两桥臂均与所述分断电流支路并联连接，且两桥臂的桥臂中点分别连接线路的两端；所述各电流换向支路均包括相互串联的至少一个高速隔离开关和至少一个双向功率半导体开关；定义电流由第一桥臂的桥臂中点进入，依次流经第一桥臂中第一电流换向支路、分断电流支路、第二桥臂中第四电流换向支路的方向为第一电流方向，定义电流由第二桥臂的桥臂中点进入，依次流经第二桥臂中第三电流换向支路、分断电流支路、第一桥臂中第二电流换向支路的方向为第二电流方向，所述固态直流断路器的布置方向与第一、二电流方向相同。

上述双向功率半导体开关由两个功率半导体器件反向并联而成，第二功率半导体器件具有开通关断能力；所述第一电流换向支路中第一功率半导体器件、第二电流换向支路中第二功率半导体器件、第三电流换向支路中第二功率半导体器件及第四电流换向支路中第一功率半导体器件与第一电流方向相同，所述第一电流换向支路中第二功率半导体器件、第二电流换向支路中第一功率半导体器件、第三电流换向支路中第一功率半导体器件及第四电流换向支路中第二功率半导体器件与第二电流方向相同。

上述各电流换向支路还包括至少一个第二双向功率半导体开关，所述第二双向功率半导体开关与双向功率半导体开关的结构相同，并与其同向并联连接。

上述第一功率半导体器件不具有开通关断能力。

上述固态直流断路器由至少一个功率半导体器件同向串联而成。

一种使用前述装置使电流分断的控制方法，所述装置串联连接到线路的电流通路，所述分断电流支路中的固态直流断路器闭合，电流换向支路中的高速隔离开关和双向功率半导体开关闭合，所述控制方法包括下列步骤：

如果接收到断开线路电流指令信号，判断线路电流方向：

如果为第一电流方向，按照如下操作顺序：

－同时关断第二、三电流换向支路中的双向功率半导体开关的第二功率半导体器件，由此将电流变换到分断电流支路；

－此后，同时断开电第二、三电流换向支路的高速隔离开关；

－此后，同时断开分断电流支路中的固态直流断路器，由此将电流变换到分断电流支路中的非线性电阻；

－分断第一、四电流换向支路中的高速隔离开关，完成整个分断过程；

如果为第二电流方向，按照如下操作顺序：

－同时关断第一、四电流换向支路中的双向功率半导体开关的第二功率半导体器件，由此将电流变换到分断电流支路；

－此后，同时断开第一、四电流换向支路中的高速隔离开关；

－此后，同时断开分断电流支路中的固态直流断路器，由此将电流变换到分断电流支路中的非线性电阻；，

－分断第二、三电流换向支路中的高速隔离开关，完成整个分断过程。

一种使用前述装置限制线路电流的控制方法：所述装置串联连接到线路的电流通路，所述分断电流支路中的固态直流断路器闭合，电流换向支路中的高速隔离开关和双向功率半导体开关闭合，所述方法包括下列步骤：

如果接收到限制线路电流指令信号，判断线路电流方向：

如果为第一电流方向，按照如下操作顺序：

－同时关断第二、三电流换向支路中的双向功率半导体开关的第二功率半导体器件，由此将电流变换到分断电流支路；

－此后，同时断开第二、三电流换向支路中的高速隔离开关；

－此后，断开分断电流支路中的至少一个固态直流断路器，由此将电流变换到分断电流支路中的至少一个非线性电阻；

如果为第二电流方向，按照如下操作顺序：

－同时关断第一、四电流换向支路中的双向功率半导体开关的第二功率半导体器件，由此将电流变换到分断电流支路；

－此后，同时断开第一、四电流换向支路中的高速隔离开关；

－此后，断开分断电流支路中的至少一个固态直流断路器，由此将电流变换到分断电流支路中的至少一个非线性电阻，由此达到限制线路电流的目的。

采用上述方案后，本发明的优点体现在以下几个方面：

－通态损耗低：在线路正常工作时，电流换向支路可以将分断电流支路旁路，线路电流流过由几乎零阻抗的高速隔离开关与导通压降很小的少量功率半导体器件组成的电流换向支路。分断电流支路由于需要更高的导通压降，几乎没有电流流过，装置的总损耗很低。

－与传统高压直流断路器相比分断速度较快，采用功率半导体器件作为分断电流执行单元，速度很快，通常功率半导体器件的分断速度仅需几十微秒，可以忽略不计，装置的总分断时间主要在于高速隔离开关的分断时间，目前，高速隔离开关的分断速度可达1－3ms，可以预测，装置的总分断时间在3－5ms左右，比传统高压直流断路器的分断速度快的多。

－仅较小的成本实现双向电流的分断：本发明中的分断电流支路由同一个电流方向的功率开关器件串联组成，通过电流换向支路使得线路中的双向电流流过分断电流支路为同一方向。当线路电流为第一电流方向时，电流换向支路（A,D）中的功率半导体器件（7）与第一电流方向一致，关断电流换向支路（B,C）中的功率半导体器件（8），使电流换向支路（A,D）中的功率半导体器件（7）与第一电流方向相反，处于反向截止状态，使流过分断电流支路的方向为从节点（1）到节点（2）。当线路电流为第二电流方向时，电流换向支路（B,C）与第二电流方向一致，关断电流换向支路（A,D）中的功率半导体器件（8）,使电流换向支路（A,D）中的功率半导体器件（7）与第二电流方向相反，处于反向截止状态，使流过分断电流支路的方向为从节点（1）到节点（2）。由此可见，当线路电流方向不同时，流过分断电流支路的电流方向是一致的。电流换向支路一共包括少量的功率半导体器件和四组高速隔离开关，功率半导体器件数量很少，成本很低，高速隔离开关只是无电流状态下分开，无需灭弧，仅起到隔断电压的作用，成本较低。总体成本与中国专利申请CN102687221A相比成本大大减小，提高了装置中的功率半导体器件的利用效率，同时避免了中国专利申请CN102687221A实现双向功能的缺陷。

－较好的隔离与检修功能：本发明中电流换向支路中的高速隔离开关在电流分断后分开，使装置中的所有功率半导体器件完全被隔离，安全可靠，利于检修和维护，无需再为装置配置额外的隔离刀闸，节省成本。

附图说明

图1是本发明装置的连接示意图；

图2是第一电流方向与功率半导体器件的方向对应关系图；

图3是第二电流方向与功率半导体器件的方向对应关系图；

图4是电流换向支路正常模式图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一种限制线路44电流或使电流分断的装置20，包括分断电流支路29和桥式支路，下面分别进行说明。

所述分断电流支路29包括至少一个分断单元的串联连接，两端分别是节点1、2，所述各分断单元均包含有一个固态直流断路器9和一个非线性电阻13的并联连接，且所述固态直流断路器9由至少一个功率半导体器件5同向串联而成，且固态直流断路器9的布置方向与从节点1流向节点2的电流方向一致。

桥式支路包括由4条完全相同的电流换向支路A、B、C、D所构成的两条桥臂，具体连接关系是：电流换向支路A、B同向串联，构成第一桥臂，桥臂中点3与线路44的一端连接，电流换向支路C、D同向串联，构成第二桥臂，桥臂中点4与线路44的另一端连接，所述两条桥臂再进行同向并联，且两条桥臂均与前述分断电流支路29并联连接。

各电流换向支路均包括至少一个高速隔离开关6和至少一个双向功率半导体开关10的串联连接，其中，电流换向支路A、D中的双向功率半导体开关10包括第一电流方向14的功率半导体器件7与第二电流方向15的功率半导体器件8组成的并联连接，电流方向与功率半导体器件方向的对应关系如图2所示，其中所述功率半导体器件8具有开通关断能力；所述电流换向支路B、C中的双向功率半导体开关10包括第二电流方向15的功率半导体器件7与第一电流方向14的功率半导体器件8组成的并联连接，电流方向与功率半导体器件方向的对应关系如图3所示，其中所述功率半导体器件8具有开通关断能力。

在实际操作中，所述电流换向支路A、B、C、D还可另外设置至少一个双向功率半导体开关10，其与前述电流换向支路A、B、C、D中的双向功率半导体开关10同方向并联连接。通过设置多路同向并联的结构，可提高装置20承受电流的能力。

所述各电流换向支路与所述分断电流支路29相比具有更小的导通电阻，术语“导通电阻”指的是流经被接通的功率半导体器件的电流的电阻，换言之电流换向支路比分断电流支路29具有更低的导通压降。

所述装置20中的分断电流支路29与所述电流换向支路相比具有更高的电压阻塞能力，分断电流支路29具备能够分断线路单方向电流的能力，由于在电流分断后会在分断电流支路29两端，即节点1与节点2之间产生很高的分断电压，在高压直流输电系统中应用，能够产生几百千伏的高电压，因此分断电流支路29包括很多个功率半导体器件5的串联连接，同时动作，平均承受分断电压，因此，分断电流支路29与所述电流换向支路相比具有更高的电压阻塞能力。

在本发明中，各电流换向支路A、B、C、D均存在两种工作模式，包括正常模式和分断模式。正常模式下，即在系统正常运行时，装置20流过正常线路电流，此时可控制电流换向支路A、B、C、D的功率半导体器件8处于导通状态，正常线路电流流过电流换向支路A、B、C、D。如图4所示，正常线路电流流经电流换向支路A、C和电流换向支路B、D,由于电流换向支路A、B、C、D比分断电流支路29具有更低的导通压降，分断电流支路29被旁路，几乎没有电流流过，电流换向支路A、C和电流换向支路B、D平均承担线路电流，且双向电流均可以流通，当线路电流为第一电流方向14时，一部分电流流经电流换向支路A的功率半导体器件7和电流换向支路C的功率半导体器件8，另一部分电流流经电流换向支路B的功率半导体器件8和电流换向支路D的功率半导体器件7；当线路电流为第二电流方向15时，一部分电流流经电流换向支路A的功率半导体器件8和电流换向支路C的功率半导体器件7，另一部分电流流经电流换向支路B的功率半导体器件7和电流换向支路D的功率半导体器件8；由于电流换向支路仅需要很少的器件实现，导通电阻很小，故装置20串入线路44产生的额外的损耗很小。

在分断模式下，可根据线路44电流方向，选择性关断电流换向支路A、B、C、D中的功率半导体器件8，通过关断功率半导体器件8使双向功率半导体开关10变成只有单方向导通能力的功率半导体器件，利用功率半导体器件具有单向导通的特性，使线路中的双向电流流过分断电流支路29为同一方向，这样就可以使分断电流支路29中的功率半导体器件5仅具有一个布置方向，将功率半导体器件数量减小一半。高速隔离开关6的主要作用是隔断电压。在分断电流支路29分断后，会在节点1和节点2之间产生很高的分断电压，该电压施加到电流换向支路，高速隔离开关6可承受很高的分断电压，可以使电流换向支路中的功率半导体器件承受很小的分断电压即可。

总体来说，电流换向支路正常运行时可以将分断电流支路29旁路，以减小装置20运行损耗，在需要关断电流时，又能起到电流换向作用，将一个方向的电流转移到分断电流支路29，该切换仅需要控制功率半导体器件8的开通和关断完成，不需要额外增加硬件成本。

本发明还公开一种使用前述装置20使电流分断的控制方法，所述装置20串联连接到线路44的电流通路，所述分断电流支路29中的固态直流断路器9闭合，电流换向支路A、B、C、D中的高速隔离开关6和双向功率半导体开关10闭合，所述控制方法包括下列步骤：

如果接收到断开线路44电流指令信号，判断线路44电流方向：

如果为第一电流方向14，按照如下操作顺序：

－同时关断电流换向支路B、C中的双向功率半导体开关10的功率半导体器件8，由此将电流变换到分断电流支路29，

－此后，同时断开电流换向支路B、C的高速隔离开关6，当为第一电流方向14时，如图2所示，电流换向支路B、C会承受分断电流支路29分断产生的高分断电压，因此，在分断电流支路29分断之前，务必将电流换向支路B、C的高速隔离开关6分开，以防止上述支路的功率半导体器件承受高分断电压而损坏；而电流换向支路A、D与分断电流支路29是串联连接关系，有分断电流流过，但不会承受高分断电压，应保持闭合状态。

－此后，同时断开分断电流支路29中的固态直流断路器9，由此将电流变换到分断电流支路29中的非线性电阻13；

－分断电流换向支路A、D中的高速隔离开关6，完成整个分断过程。

如果为第二电流方向15，按照如下操作顺序：

－同时关断电流换向支路A、D中的双向功率半导体开关10的功率半导体器件8，由此将电流变换到分断电流支路29；

－此后，同时断开电流换向支路A、D中的高速隔离开关6，当为第二电流方向15时，如图3所示，电流换向支路A、D会承受分断电流支路29分断产生的高分断电压，因此，在分断电流支路29分断之前，务必将电流换向支路A、D中的高速隔离开关6分开，以防止上述支路的功率半导体器件承受高分断电压而损坏；而电流换向支路B、C与分断电流支路29是串联连接关系，有分断电流流过，但不会承受高分断电压，应保持闭合状态。

－此后，同时断开分断电流支路29中的固态直流断路器9，由此将电流变换到分断电流支路29中的非线性电阻13；

－分断电流换向支路B、C中的高速隔离开关6，完成整个分断过程。

本发明还提供一种使用前述装置20限制线路44电流的控制方法：所述装置20串联连接到线路44的电流通路，所述分断电流支路29中的固态直流断路器9闭合，电流换向支路A、B、C、D中的高速隔离开关6和双向功率半导体开关10闭合，所述方法包括下列步骤：

如果接收到限制线路44电流指令信号，判断线路44电流方向：

如果为第一电流方向14，按照如下操作顺序：

－同时关断电流换向支路B、C中的双向功率半导体开关10的功率半导体器件8，由此将电流变换到分断电流支路29；

－此后，同时断开电流换向支路B、C中的高速隔离开关6；

－此后，断开分断电流支路29中的特定数量的至少一个固态直流断路器9，由此将电流变换到分断电流支路29中的特定数量的至少一个非线性电阻13；

如果为第二电流方向15，按照如下操作顺序：

－同时关断电流换向支路A、D中的双向功率半导体开关10的功率半导体器件8，由此将电流变换到分断电流支路29；

－此后，同时断开电流换向支路A、D中的高速隔离开关6；

－此后，断开分断电流支路29中的特定数量的至少一个固态直流断路器9，由此将电流变换到分断电流支路29中的特定数量的至少一个非线性电阻13，由此达到限制线路44电流的目的。

上述特定数量由当前电流值与限流目标值决定。

以一个实施例说明本发明装置的具体实现方式：

设计装置20能够限制或分断±200kV高压直流输电线路44的双向电流，电流分断能力为2kA，具有限制电流能力。

如图1所示，装置20包括分断电流支路29及电流换向支路A、B、C、D，其中分断电流支路29包括两组直流固态断路器9和非线性电阻13的并联连接，其中直流固态断路器9在一个方向上至少包括一个功率半导体器件5。对于本实施例，其中分断电流支路29应至少能够承受400kV的分断电压，考虑一定裕量，按照分断600kV设计，选择两个4.5kV/1.6kA的IGBT并联作为一个单元器件，考虑在关断时刻可能出现的电压不均，对器件的耐压设计要留有一定裕量，共需要200个单元器件串联，一共包括两组，每组直流固态断路器9为100个单元器件串联，所有IGBT布置方向一致。

装置20还包括电流换向支路A、B、C、D，其中电流换向支路A、B构成第一桥臂，桥臂中点3与线路44的一端连接，电流换向支路C、D构成第二桥臂，桥臂中点4与线路44的另一端连接，两桥臂均与分断电流支路29并联连接。

装置20共需要4个电流换向支路，每个支路的器件相同。每个支路包括至少一个双向功率半导体开关10和高速隔离开关6，高速隔离开关6要求能够承受600kV的分断电压，动作快速。

双向功率半导体开关10由一个带有反并联二极管的IGBT单元组成，双向功率半导体开关10承受很小的分断电压即可，选择带有反并联二极管的4.5kV/1.6kA的IGBT单元组成一个双向功率半导体开关10，共需要3个双向功率半导体开关10组成，器件的布置方向如图2和图3所示。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管本领域的技术人员阅读本申请后，参照上述实施例本本发明进行种种修改或变更，但这些修改或变更均在申请待批本发明的权利申请要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种限制线路电流或使电流分断的装置，包括分断电流支路，所述分断电流支路包括一个分断单元或至少两个分断单元的串联连接，各所述分断单元均包括一个固态直流断路器和一个非线性电阻的并联连接；其特征在于：

还包括桥式支路，所述桥式支路包括由4条完全相同的电流换向支路所构成的两条桥臂，4条所述电流换向支路两两同向串联，所形成的两条桥臂再进行并联，两桥臂均与所述分断电流支路并联连接，且两桥臂的桥臂中点分别连接线路的两端；各所述电流换向支路均包括相互串联的至少一个高速隔离开关和至少一个双向功率半导体开关；定义电流由第一桥臂的桥臂中点进入，依次流经第一桥臂中第一电流换向支路、分断电流支路、第二桥臂中第四电流换向支路的方向为第一电流方向，定义电流由第二桥臂的桥臂中点进入，依次流经第二桥臂中第三电流换向支路、分断电流支路、第一桥臂中第二电流换向支路的方向为第二电流方向，所述固态直流断路器的布置方向与第一、二电流方向相同。

2.如权利要求1所述的限制线路电流或使电流分断的装置，其特征在于：所述双向功率半导体开关由两个功率半导体器件反向并联而成，所述两个功率半导体器件包括第一功率半导体器件和第二功率半导体器件，第二功率半导体器件具有开通关断能力；所述第一电流换向支路中第一功率半导体器件、第二电流换向支路中第二功率半导体器件、第三电流换向支路中第二功率半导体器件及第四电流换向支路中第一功率半导体器件与第一电流方向相同，所述第一电流换向支路中第二功率半导体器件、第二电流换向支路中第一功率半导体器件、第三电流换向支路中第一功率半导体器件及第四电流换向支路中第二功率半导体器件与第二电流方向相同。

3.如权利要求2所述的限制线路电流或使电流分断的装置，其特征在于：各所述电流换向支路还包括至少一个第二双向功率半导体开关，所述第二双向功率半导体开关与双向功率半导体开关的结构相同，并与其同向并联连接。

4.如权利要求2所述的限制线路电流或使电流分断的装置，其特征在于：所述第一功率半导体器件不具有开通关断能力。

5.如权利要求1或2所述的限制线路电流或使电流分断的装置，其特征在于：所述固态直流断路器由至少一个功率半导体器件同向串联而成。

6.一种使用如权利要求2所述的装置使电流分断的控制方法，所述装置串联连接到线路的电流通路；其特征在于：所述分断电流支路中的固态直流断路器闭合，电流换向支路中的高速隔离开关和双向功率半导体开关闭合，所述控制方法包括下列步骤：

如果接收到断开线路电流指令信号，判断线路电流方向：

如果为第一电流方向，按照如下操作顺序：

－同时关断第二、三电流换向支路中的双向功率半导体开关的第二功率半导体器件，由此将电流变换到分断电流支路；

－此后，同时断开第二、三电流换向支路的高速隔离开关；

－此后，同时断开分断电流支路中的固态直流断路器，由此将电流变换到分断电流支路中的非线性电阻；

－分断第一、四电流换向支路中的高速隔离开关，完成整个分断过程；

如果为第二电流方向，按照如下操作顺序：

－同时关断第一、四电流换向支路中的双向功率半导体开关的第二功率半导体器件，由此将电流变换到分断电流支路；

－此后，同时断开第一、四电流换向支路中的高速隔离开关；

－此后，同时断开分断电流支路中的固态直流断路器，由此将电流变换到分断电流支路中的非线性电阻；

－分断第二、三电流换向支路中的高速隔离开关，完成整个分断过程。

7.一种使用如权利要求2所述的装置限制线路电流的控制方法：所述装置串联连接到线路的电流通路；其特征在于：所述分断电流支路中的固态直流断路器闭合，电流换向支路中的高速隔离开关和双向功率半导体开关闭合，所述方法包括下列步骤：

如果接收到限制线路电流指令信号，判断线路电流方向：

如果为第一电流方向，按照如下操作顺序：

－同时关断第二、三电流换向支路中的双向功率半导体开关的第二功率半导体器件，由此将电流变换到分断电流支路；

－此后，同时断开第二、三电流换向支路中的高速隔离开关；

－此后，断开分断电流支路中的至少一个固态直流断路器，由此将电流变换到分断电流支路中的至少一个非线性电阻；

如果为第二电流方向，按照如下操作顺序：

－同时关断第一、四电流换向支路中的双向功率半导体开关的第二功率半导体器件，由此将电流变换到分断电流支路；

－此后，同时断开第一、四电流换向支路中的高速隔离开关；

－此后，断开分断电流支路中的至少一个固态直流断路器，由此将电流变换到分断电流支路中的至少一个非线性电阻，由此达到限制线路电流的目的。