CN113852058A - 一种双向限流直流限流器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双向限流直流限流器，包括：输入端、限流支路、换流支路和输出端；所述换流支路包括外电路换流支路和内电路换流支路。当双向限流直流限流器通态时串入直流线路，当发生故障时可瞬时投入限流，避免了在故障发生伊始电流迅速升高造成系统不稳定；同时，双向限流直流限流器通过四个二极管实现限流器双向限流，并且系统主要采用二极管、IGBT作为开关器件，成本较低，较为节省投资；此外，由于双向限流直流限流器通过控制IGBT交替导通，实现将直流电流转变为高频交流电流，特别在电流接近于0时可控制直流断路器断开，很好的提高了直流断路器的切断可靠性，降低了直流断路器的切除容量。

Description

一种双向限流直流限流器

技术领域

本发明涉及限流器技术领域，尤其涉及一种双向限流直流限流器。

背景技术

现阶段的直流限流器主要包括固态限流器和超导限流器两大类。超导限流器是通过超导体物理性质，在电流急剧上升时自动失超，表现为电阻特性，从而阻碍故障电流进一步上升；而固态限流器在稳态时串联接入主电路，一旦检测到故障信号，立即通过电力电子器件的动作在故障回路中串入电阻或电感，从而阻碍故障电流进一步上升。

以上两种限流器都存在固有弱点：为了满足高压大电量，固态限流器往往需要大量器件串并联，会造成通态损耗，进而导致经济性下降；超导限流器的制造成本高，设备体积大。

在现阶段直流配用电领域直流限流器研究较少的情况下，提出一种能够同时满足制造成本低、设备体积小，而且能够尽量克服经济性下降问题的直流限流器，具有重要意义。

发明内容

本发明提供了一种双向限流直流限流器，能够同时满足制造成本低、设备体积小，而且尽量克服经济性下降问题。

本发明提供的一种双向限流直流限流器，包括：输入端、限流支路、换流支路和输出端；所述换流支路包括外电路换流支路和内电路换流支路；

所述外电路换流支路为四个二极管组成的外电路桥式支路；所述外电路桥式支路的第一二极管的阳极与第三二极管的阴极连接，所述第一二极管的阴极与第二二极管的阴极连接，所述第二二极管的阳极与第四二极管的阴极连接，所述第四二极管的阳极与所述第三二极管的阳极连接；

所述内电路换流支路为四个主控开关组成的内电路桥式支路；所述内电路桥式支路的第一IGBT的集电极与第二IGBT的发射极连接，所述第一IGBT的发射极与第三IGBT的发射极连接，所述第二IGBT的集电极与第四IGBT的集电极连接，所述第四IGBT的发射极与所述第三IGBT的集电极连接；所述第一二极管的阴极和所述第二二极管的阴极，均与所述第一IGBT的发射极及所述第三IGBT的发射极连接；所述第四二极管的阳极与所述第三二极管，所述第二IGBT的集电极与第四IGBT的集电极连接；

所述限流支路的一侧与所述第四IGBT的发射极及所述第三IGBT的集电极连接，所述限流支路的另一侧与所述第一IGBT的集电极及所述第二IGBT的发射极连接；

所述输入端与所述第一二极管的阳极及所述第三二极管的阴极连接；

所述输出端与所述第二二极管的阳极及所述第四二极管的阴极连接。

可选地，所述限流支路由潮流跟随模块与限流电抗串联而成；所述潮流跟随模块与所述第一IGBT的发射极及所述第三IGBT的发射极连接，所述限流电抗与所述第四IGBT的发射极及所述第三IGBT的集电极连接。

可选地，所述潮流跟随模块由潮流增大子模块与潮流减小子模块串联而成；所述潮流增大子模块与所述限流电抗连接，所述潮流减小子模块与所述第一IGBT的发射极及所述第三IGBT的发射极连接。

可选地，所述潮流减小子模块由控制双向流通回路与避雷器并联而成。

可选地，所述潮流增大子模块由第六IGBT和直流电压源并联而成；所述第六IGBT的集电极及所述直流电压源的负极均与所述潮流减小子模块连接，所述第六IGBT的发射极及所述直流电压源的正极与所述限流电抗连接。

可选地，所述控制双向流通回路由第五IGBT及四个二极管组成；

第五二极管的阳极与第八二极管的阴极连接，所述第五二极管的阴极与第六二极管的阴极连接，所述第六二极管的阳极与第八二极管的阴极连接，所述第八二极管的阳极与所述第七二极管的阳极连接，以形成流通桥式电路；

所述第五IGBT的发射极与所述第五二极管的阴极及第六二极管的阴极连接，所述第五IGBT的集电极与所述第八二极管的阳极与所述第七二极管的阳极连接。

可选地，所述二极管为锗二极管。

可选地，所述二极管具体为硅二极管。

可选地，所述二极管为碳化硅二极管。

可选地，所述二极管为硅基二极管。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明所提供的一种双向限流直流限流器，包括：输入端、限流支路、换流支路和输出端；所述换流支路包括外电路换流支路和内电路换流支路；所述外电路换流支路为四个二极管组成的外电路桥式支路；所述外电路桥式支路的第一二极管的阳极与第三二极管的阴极连接，所述第一二极管的阴极与第二二极管的阴极连接，所述第二二极管的阳极与第四二极管的阴极连接，所述第四二极管的阳极与所述第三二极管的阳极连接；所述内电路换流支路为四个主控开关组成的内电路桥式支路；所述内电路桥式支路的第一IGBT的集电极与第二IGBT的发射极连接，所述第一IGBT的发射极与第三IGBT的发射极连接，所述第二IGBT的集电极与第四IGBT的集电极连接，所述第四IGBT的发射极与所述第三IGBT的集电极连接；所述第一二极管的阴极和所述第二二极管的阴极，均与所述第一IGBT的发射极及所述第三IGBT的发射极连接；所述第四二极管的阳极与所述第三二极管，所述第二IGBT的集电极与第四IGBT的集电极连接；所述限流支路的一侧与所述第四IGBT的发射极及所述第三IGBT的集电极连接，所述限流支路的另一侧与所述第一IGBT的集电极及所述第二IGBT的发射极连接；所述输入端与所述第一二极管的阳极及所述第三二极管的阴极连接；所述输出端与所述第二二极管的阳极及所述第四二极管的阴极连接。

如此，当双向限流直流限流器通态时串入直流线路，当发生故障时可瞬时投入限流，避免了在故障发生伊始电流迅速升高造成系统不稳定；同时，双向限流直流限流器通过四个二极管实现限流器双向限流，并且系统主要采用二极管、IGBT作为开关器件，成本较低，较为节省投资；此外，由于双向限流直流限流器通过控制IGBT交替导通，实现将直流电流转变为高频交流电流，特别在电流接近于0时可控制直流断路器断开，很好的提高了直流断路器的切断可靠性，降低了直流断路器的切除容量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明的一种双向限流直流限流器的电路示意图；

图2为本发明的一种双向限流直流限流器的潮流跟随模块组成示意图；

图3为本发明的一种双向限流直流限流器的情景一下潮流减小时电流流向；

图4为本发明的一种双向限流直流限流器的情景一下潮流减小时跟随模块开关动作；

图5为本发明的一种双向限流直流限流器的情景一下潮流增大时电流流向；

图6为本发明的一种双向限流直流限流器的情景一下潮流增大时跟随模块开关动作；

图7为本发明的一种双向限流直流限流器的情景一下限流状态电流流向；

图8为本发明的一种双向限流直流限流器的情景二下反向限流过程电流流向。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参阅图1和图2，图1为本发明的一种双向限流直流限流器的电路示意图，图2为本发明的一种双向限流直流限流器的潮流跟随模块组成示意图，其中D1：第一二极管、D2：第二二极管、D3：第三二极管、D4：第四二极管，D5：第五二极管、T1：第一IGBT、T2：第二IGBT、T3：第三IGBT、T4：第四IGBT、T5：第五IGBT、T6：第六IGBT、L：限流电抗、1为潮流增大子模块，以及2为潮流减小子模块。

本方案的双向限流直流限流器用于解决现阶段上不存在可同时满足制造成本低、设备体积小，而且能够尽量克服经济性下降的限流器的问题。

具体的，该双向限流直流限流器，其特征在于，包括：输入端、限流支路、换流支路和输出端；所述换流支路包括外电路换流支路和内电路换流支路；

所述外电路换流支路为四个二极管组成的外电路桥式支路；所述外电路桥式支路的第一二极管D1的阳极与第三二极管D3的阴极连接，所述第一二极管D1的阴极与第二二极管D2的阴极连接，所述第二二极管D2的阳极与第四二极管D4的阴极连接，所述第四二极管D4的阳极与所述第三二极管D3的阳极连接；

所述内电路换流支路为四个主控开关组成的内电路桥式支路；所述内电路桥式支路的第一IGBT(T1)的集电极与第二IGBT(T2)的发射极连接，所述第一IGBT(T1)的发射极与第三IGBT(T3)的发射极连接，所述第二IGBT(T2)的集电极与第四IGBT(T4)的集电极连接，所述第四IGBT(T4)的发射极与所述第三IGBT(T3)的集电极连接；所述第一二极管D1的阴极和所述第二二极管D2的阴极，均与所述第一IGBT(T1)的发射极及所述第三IGBT(T3)的发射极连接；所述第四二极管D4的阳极与所述第三二极管D3，所述第二IGBT(T2)的集电极与第四IGBT(T4)的集电极连接；

所述限流支路的一侧与所述第四IGBT(T4)的发射极及所述第三IGBT(T3)的集电极连接，所述限流支路的另一侧与所述第一IGBT(T1)的集电极及所述第二IGBT(T2)的发射极连接；

所述输入端与所述第一二极管D1的阳极及所述第三二极管D3的阴极连接；

所述输出端与所述第二二极管D2的阳极及所述第四二极管D4的阴极连接。

在本发明实施例中，外电流换流支路用于负责实现外电路的双向限流作用，内电路换流支路主要负责将直流电流转变为高频交流电流。

请参阅图1，进一步地，所述限流支路由潮流跟随模块与限流电抗L串联而成；所述潮流跟随模块与所述第一IGBT(T1)的发射极及所述第三IGBT(T3)的发射极连接，所述限流电抗L与所述第四IGBT(T4)的发射极及所述第三IGBT(T3)的集电极连接。

本发明实施例与直接串入电抗器不同，利用潮流跟随模块，在发生潮流变化、系统启动或故障后重合闸时，将限流电抗器旁路，避免限流器阻碍线路电流正常发展。

请参阅图2，进一步地，所述潮流跟随模块由潮流增大子模块1与潮流减小子模块2串联而成；所述潮流增大子模块1与所述限流电抗L连接，所述潮流减小子模块2与所述第一IGBT(T1)的发射极及所述第三IGBT(T3)的发射极连接。

请参阅图2，进一步地，所述潮流减小子模块2由控制双向流通回路与避雷器并联而成。

请参阅图2，进一步地，所述潮流增大子模块1由第六IGBT(T6)和直流电压源并联而成；所述第六IGBT(T6)的集电极及所述直流电压源的负极均与所述潮流减小子模块2连接，所述第六IGBT(T6)的发射极及所述直流电压源的正极与所述限流电抗连接。

请参阅图2，进一步地，所述控制双向流通回路由第五IGBT(T5)及四个二极管组成；

第五二极管的阳极与第八二极管的阴极连接，所述第五二极管的阴极与第六二极管的阴极连接，所述第六二极管的阳极与第八二极管的阴极连接，所述第八二极管的阳极与所述第七二极管的阳极连接，以形成流通桥式电路；

所述第五IGBT(T5)的发射极与所述第五二极管的阴极及第六二极管的阴极连接，所述第五IGBT(T5)的集电极与所述第八二极管的阳极与所述第七二极管的阳极连接。

在本发明实施例中，当输入端的潮流减小或故障清除时，将第五IGBT(T5)关断，时期并联避雷器投入，从而实现降低限流电流器内电流；当输入端的潮流增大、启动或故障后重合闸时，将第六IGBT(T6)关断，使得支路电压源投入电路回路，实现控制限流电抗器内电流上升。

在一个可选实施例中，所述二极管为锗二极管。

在一个可选实施例中，所述二极管为硅二极管。

在一个可选实施例中，所述二极管为碳化硅二极管。

在一个可选实施例中，所述二极管为硅基二极管。

为了更好理解本发明提及的双向限流直流限流器的工作原理，以下分别以两种不同场景的示例进行举例说明：

以在故障发生前，线路流向为从左往右为基础，场景1：故障点在双向限流直流限流器右侧，即输入端位置，流过其的电流将迅速增加，方向不变，此时双向直流限流器的动作过程包括五个步骤，具体如下：

(1)正常运行状态分析；

正常运行状态时，第一IGBT(T1)、第四IGBT(T4)、第五IGBT(T5)和第六IGBT(T6)均被给予触发脉冲，第二IGBT(T2)和第三IGBT(T3)关断，在正向电压作用下，电流流过第一二极管D1-第一IGBT(T1)-第五IGBT(T5)-第六IGBT(T6)-限流电抗L-第四IGBT(T4)-第四二极管D4，然后限流电感经输出端串入线路；

(2)潮流变化运行状态分析；

在正常配网运行中，线路中潮流变化时常发生，当线路中串入电抗时会对线路响应速度造成严重影响，因此当线路发生潮流变化时限流电抗应迅速旁路，并且在在潮流追随模块作用下使得稳定后的双向限流直流限流器内电流应与线路中电流相等。此时分为两种状况分析，即潮流减小和潮流增大：

①潮流减小：

当系统检测器检测到线路电流减小时，启动计时器，在0.5ms时间内若电流减小幅值小于正常值的0.15倍，则判断为直流线路发生潮流减小，此时立即给予第二IGBT(T2)触发脉冲，线路电流流经如图3、图4所示的加深路径进行电流流通，图3为本发明的一种双向限流直流限流器的情景一下潮流减小时电流流向，图4为本发明的一种双向限流直流限流器的情景一下潮流减小时跟随模块开关动作，具体地，流经第一二极管D1-第一IGBT(T1)-第二IGBT(T2)-第四二极管D4，限流电抗L因电感作用经第四IGBT(T4)-第二IGBT(T2)-第五IGBT(T5)-第六IGBT(T6)-限流电抗L-第四IGBT(T4)回路旁路。待主路电流稳定，给予第五IGBT(T5)关断脉冲，与第五IGBT(T5)并联避雷器投入限流电抗器旁路回路，开始消耗限流电抗器内能量。限流电抗器旁路回路电流与主路电流在第二IGBT(T2)处叠加，待第二IGBT(T2)处电流接近零时，给予第二IGBT(T2)关断脉冲，第五IGBT(T5)触发脉冲，线路电流重新回到正常运行通路。

②潮流增大

潮流增大情况与潮流减小时类似，系统正常运行时，导通器件相同。当系统检测器检测到线路电流增大时，启动计时器，0.5ms时间内若电流减小幅值大于正常值的0.15倍，则判定为直流线路发生潮流增大。

当系统判定为潮流增大时，立即给予第二IGBT(T2)触发脉冲，线路电流流经如图5、图6所示的加深路径进行电流流通，图5为本发明的一种双向限流直流限流器的情景一下潮流增大时电流流向，图6为本发明的一种双向限流直流限流器的情景一下潮流增大时跟随模块开关动作，具体地，经第一二极管D1-第一IGBT(T1)-第二IGBT(T2)-第四IGBT(T4)-第四二极管D4，限流电抗L因电感作用经第六IGBT(T6)-第五IGBT(T5)-第二IGBT(T2)-第四IGBT(T4)-限流电抗L-第六IGBT(T6)回路旁路。待主路电流稳定，给予第六IGBT(T6)关断脉冲，与第六IGBT(T6)并联直流电压源投入限流电抗器旁路回路，开始增大限流电抗器内能量。与潮流减小类似，限流电抗器旁路回路电流与主路电流在第二IGBT(T2)处叠加，待第二IGBT(T2)处电流接近零时，给予第二IGBT(T2)关断脉冲，第六IGBT(T6)触发脉冲，线路电流重新回到正常运行通路。

(3)故障电流限制状态分析；

当检测器检测到线路电流异常增大时，启动计时器，0.5ms时间内若电流增幅超过原来的0.15倍，则判断为直流线路电流变化由线路故障引起且故障发生在限流器右边，在0.5ms时间内限流电抗器可以无任何时间延时地限制故障电流，有效限制故障电流增大。若计时器启动后，0.5ms时间内电流增幅小于电流正常值的0.15倍，则判断为直流线路电流变化为正常潮流变化。

当系统判定为线路故障时，立即给予第二IGBT(T2)和第三IGBT(T3)触发脉冲，给予第一IGBT(T1)和第四IGBT(T4)关断脉冲，电流路径由之前的第一二极管D1-第一IGBT(T1)-限流电抗L-第四IGBT(T4)-第四二极管D4，转变为第一二极管D1-第三IGBT(T3)-限流电抗L-第二IGBT(T2)-第四二极管D4，其中电感内电流换向，电感放电抑制线路电流增大，当电感内电流变为零时，由电感自身开始限制直流电流增大；一段时间后再给予第一IGBT(T1)和第四IGBT(T4)触发脉冲，给予第二IGBT(T2)和第三IGBT(T3)关断脉冲，电流路径由之前的第一二极管D1-第三IGBT(T3)-限流电抗L-第二IGBT(T2)-第四二极管D4转变为第一二极管D1-第一IGBT(T1)-限流电抗L-第四IGBT(T4)-第四二极管D4,同样的，限流电感内电流被换向，由电感放电及电感自身作用起到了在短时间内限制了电流增大。

如图7所示，图7为本发明的一种双向限流直流限流器的情景一下限流状态电流流向，通过IGBT的触发控制，按照一定周期交替导通，使得直流电流在第一二极管D1-第三IGBT(T3)-限流电抗L-第六IGBT(T6)-第五IGBT(T5)-第二IGBT(T2)-第四二极管D4(状态2)和为第一二极管D1-第一IGBT(T1)-第五IGBT(T5)-第六IGBT(T6)-限流电抗L-第四IGBT(T4)-第四二极管D4(状态1)两个回路之间切换，将流过限流支路的直流电流转变为高频交流电流，利用电感特性实现限制故障电流增加以及防止电感饱和的目的。

(4)故障电流清楚状态分析；

以ABB混合式直流断路器为例，其主断路器关断后，避雷器开始耗能，使得线路电流立即下降。结合步骤(3)提及的利用IGBT的触发控制，将直流电流在限流器内变为了交流电流，在限流进行一段时间后，当检测器检测到线路电流接近零时，直流断路器主断路器断开，避雷器投入。

避雷器投入后，故障电流开始衰减，但若限流电抗L依然串联在电路中会抑制故障电流的衰减。当直流断路器断开，避雷器开始投入时，本示例通过给予第二IGBT(T2)触发脉冲，使得限流电抗器经第四IGBT(T4)-第二IGBT(T2)-第五IGBT(T5)-第六IGBT(T6)-限流电抗L-第四IGBT(T4)回路旁路，等效于限流电感退出故障回路，线路电流则经第一二极管D1-第一IGBT(T1)-第二IGBT(T2)-第四二极管D4流出限流器。此时给予第五IGBT(T5)关断脉冲，与第五IGBT(T5)并联避雷器投入，开始消耗限流电抗器内能量，而与直流断路器并联避雷器仅需消耗线路电感能量，减小故障清除时间。

(5)状态恢复分析；

一段时间后，当系统检测到直流断路器合闸信号，给予第一IGBT(T1)和第四IGBT(T4)触发脉冲，给予第二IGBT(T2)和第三IGBT(T3)关断脉冲，双向限流直流限流器重新回到通流状态。

场景2：故障点在双向限流直流限流器左侧，换流站馈入电流方向为从右向左，流过其的电流会先迅速减小到零，然后反向增加，此时双向直流限流器的动作过程包括五个步骤，除步骤(1)和步骤(2)外，后续步骤均与情景一相同，在此仅对步骤(1)和步骤(2)作详细阐述：

(1)正常状态分析；

系统正常工作时，第一IGBT(T1)和第四IGBT(T4)导通，第二IGBT(T2)和第三IGBT(T3)关断，在正向电压作用下，电流流过电流流过第一二极管D1-第一IGBT(T1)-第五IGBT(T5)-第六IGBT(T6)-限流电抗L-第四IGBT(T4)-第四二极管D4，限流电感L串入线路。

(2)故障限流状态分析；

当系统检测到线路电流异常减小时，启动计时器，若0.5ms时间内若电流减小超过原来的0.15倍，则判定为直流线路电流变化由线路故障引起。不一样的是，当系统判定为线路故障时，第一个半周期先给予第一IGBT(T1)和第四IGBT(T4)触发脉冲，给予第二IGBT(T2)和第三IGBT(T3)关断脉冲，这样限流电抗器可以很好的限制电流突减。

请参阅图8，图8图8为本发明的一种双向限流直流限流器的情景二下反向限流过程电流流向，可见电流经外电路换流支路流入内电路换流支路，通过控制IGBT触发，在故障期间使电流流通路径在第二IGBT(T2)-第三IGBT(T3)-限流电感L-第六IGBT(T6)-第五IGBT(T5)-第三IGBT(T3)-第三二极管D3(状态2)与第二二极管D2-第一IGBT(T1)-第五IGBT(T5)-第六IGBT(T6)-限流电抗L-第四IGBT(T4)-第三二极管D3(状态1)回路之间切换，将直流电流限制在额定值附近。

在本发明所提供的一种双向限流直流限流器，包括：输入端、限流支路、换流支路和输出端；所述换流支路包括外电路换流支路和内电路换流支路；所述外电路换流支路为四个二极管组成的外电路桥式支路；所述外电路桥式支路的第一二极管D1的阳极与第三二极管D3的阴极连接，所述第一二极管D1的阴极与第二二极管D2的阴极连接，所述第二二极管D2的阳极与第四二极管D4的阴极连接，所述第四二极管D4的阳极与所述第三二极管D3的阳极连接；所述内电路换流支路为四个主控开关组成的内电路桥式支路；所述内电路桥式支路的第一IGBT(T1)的集电极与第二IGBT(T2的发射极连接，所述第一IGBT(T1)的发射极与第三IGBT(T3的发射极连接，所述第二IGBT(T2的集电极与第四IGBT(T4)的集电极连接，所述第四IGBT(T4)的发射极与所述第三IGBT(T3)的集电极连接；所述第一二极管D1的阴极和所述第二二极管D2的阴极，均与所述第一IGBT(T1)的发射极及所述第三IGBT(T3)的发射极连接；所述第四二极管D4的阳极与所述第三二极管D3，所述第二IGBT(T2)的集电极与第四IGBT(T4)的集电极连接；所述限流支路的一侧与所述第四IGBT(T4)的发射极及所述第三IGBT(T3)的集电极连接，所述限流支路的另一侧与所述第一IGBT(T1)的集电极及所述第二IGBT(T2)的发射极连接；所述输入端与所述第一二极管D1的阳极及所述第三二极管D3的阴极连接；所述输出端与所述第二二极管D2的阳极及所述第四二极管D4的阴极连接。

如此，当双向限流直流限流器通态时串入直流线路，当发生故障时可瞬时投入限流，避免了在故障发生伊始电流迅速升高造成系统不稳定；同时，双向限流直流限流器通过四个二极管实现限流器双向限流，并且系统主要采用二极管、IGBT作为开关器件，成本较低，较为节省投资；此外，由于双向限流直流限流器通过控制IGBT交替导通，实现将直流电流转变为高频交流电流，特别在电流接近于0时可控制直流断路器断开，很好的提高了直流断路器的切断可靠性，降低了直流断路器的切除容量。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种双向限流直流限流器，其特征在于，包括：输入端、限流支路、换流支路和输出端；所述换流支路包括外电路换流支路和内电路换流支路；

所述外电路换流支路为四个二极管组成的外电路桥式支路；所述外电路桥式支路的第一二极管的阳极与第三二极管的阴极连接，所述第一二极管的阴极与第二二极管的阴极连接，所述第二二极管的阳极与第四二极管的阴极连接，所述第四二极管的阳极与所述第三二极管的阳极连接；

所述内电路换流支路为四个主控开关组成的内电路桥式支路；所述内电路桥式支路的第一IGBT的集电极与第二IGBT的发射极连接，所述第一IGBT的发射极与第三IGBT的发射极连接，所述第二IGBT的集电极与第四IGBT的集电极连接，所述第四IGBT的发射极与所述第三IGBT的集电极连接；所述第一二极管的阴极和所述第二二极管的阴极，均与所述第一IGBT的发射极及所述第三IGBT的发射极连接；所述第四二极管的阳极与所述第三二极管，所述第二IGBT的集电极与第四IGBT的集电极连接；

所述限流支路的一侧与所述第四IGBT的发射极及所述第三IGBT的集电极连接，所述限流支路的另一侧与所述第一IGBT的集电极及所述第二IGBT的发射极连接；

所述输入端与所述第一二极管的阳极及所述第三二极管的阴极连接；

所述输出端与所述第二二极管的阳极及所述第四二极管的阴极连接。

2.根据权利要求1所述的双向限流直流限流器，其特征在于，所述限流支路由潮流跟随模块与限流电抗串联而成；所述潮流跟随模块与所述第一IGBT的发射极及所述第三IGBT的发射极连接，所述限流电抗与所述第四IGBT的发射极及所述第三IGBT的集电极连接。

3.根据权利要求2所述的双向限流直流限流器，其特征在于，所述潮流跟随模块由潮流增大子模块与潮流减小子模块串联而成；所述潮流增大子模块与所述限流电抗连接，所述潮流减小子模块与所述第一IGBT的发射极及所述第三IGBT的发射极连接。

4.根据权利要求3所述的双向限流直流限流器，其特征在于，所述潮流减小子模块由控制双向流通回路与避雷器并联而成。

5.根据权利要求3所述的双向限流直流限流器，其特征在于，所述潮流增大子模块由第六IGBT和直流电压源并联而成；所述第六IGBT的集电极及所述直流电压源的负极均与所述潮流减小子模块连接，所述第六IGBT的发射极及所述直流电压源的正极与所述限流电抗连接。

6.根据权利要求4所述的双向限流直流限流器，其特征在于，所述控制双向流通回路由第五IGBT及四个二极管组成；

第五二极管的阳极与第八二极管的阴极连接，所述第五二极管的阴极与第六二极管的阴极连接，所述第六二极管的阳极与第八二极管的阴极连接，所述第八二极管的阳极与所述第七二极管的阳极连接，以形成流通桥式电路；

所述第五IGBT的发射极与所述第五二极管的阴极及第六二极管的阴极连接，所述第五IGBT的集电极与所述第八二极管的阳极与所述第七二极管的阳极连接。

7.根据权利要求1所述的双向限流直流限流器，其特征在于，所述二极管为锗二极管。

8.根据权利要求1所述的双向限流直流限流器，其特征在于，所述二极管具体为硅二极管。

9.根据权利要求8所述的双向限流直流限流器，其特征在于，所述二极管为碳化硅二极管。

10.根据权利要求8所述的双向限流直流限流器，其特征在于，所述二极管为硅基二极管。

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