基于Cuk变换器拓扑的高压直流断路器及其切除故障的方法

摘要

基于Cuk变换器拓扑的高压直流断路器及其切除故障的方法，目的在于解决现有断路器设备成本高，响应速度慢，设备运行损耗高等问题，该高压直流断路器，包括断路器与控制系统，其中控制系统包括内环调节控制电流、外环调节控制电压，通过在双闭环调节增加辅助控制器来进行高压直流断路器的变压和保护控制，实现相比于传统高压断路器具有更多的功能、开断速度快、节约成本等优点，既能在高压直流输电系统正常运行时实现断路器的升降压功能，并且能够在升压态和降压态之间进行切换，可以实现灵活地应用于不同电压等级的电力线路中；同时，也能够实现在输电线路发生短路故障时对短路故障进行及时有效的切除。

主权项

一种基于Cuk变换器拓扑的新型单向变压型高压直流断路器，其特征在于，包括高压直流断路器和控制系统，高压直流断路器包括：设置在正输入端与负输入端间的输入电容C_i，输入电容器C_i的正输入端连接电感L₁的输入端，电感L₁的输出端IGBT开关模块组S₁和中间电容器C的正端相连，电容器C的负端与电感L₂的输入端和二极管正极相连，电感L₂负端与输出电容器C_o相连，IGBT开关模块组S₁输出端、二极管的负极和输出电容器C_o负端与负输入端连接，负输出端接地；控制系统包括：依次连接的外环PI调节器、外环饱和环节、内环PI调节器、内环饱和环节、PWM发生器，还包括外环低通滤波器LPF和内环低通滤波器LPF；高压直流断路器正输出端电压v_o经过外环低通滤波器LPF后与输出电压参考值进行比较后输入到外环PI调节器；高压直流断路器中的电感电流i_L经过内环低通滤波器LPF后与外环饱和环节输出的内环电感电流参考值进行比较，比较的结果输入内环PI调节器；在所述的内环饱和环节与PWM发生器之间还设置有一个辅助控制器。