本發明涉及直流電力系統，尤其涉及一種直流組合開關及直流組合開關的控制方法。
背景技術：
1、母線并列運行是提高電力系統供電可靠性的重要措施。當其中一條母線的用電設備發生短路故障后，系統電流迅速上升。此時，需要立刻斷開母線連接斷路器，使兩條母線回路分斷，以免引起非故障側母線上級斷路器誤跳閘，而造成大面積的停電事故。因此，母聯斷路器在分斷速度要求非常高，同時還應有限流功能。
2、直流電力系統中輸電線路短，回路阻抗低，短路時間常數較小。一旦發生短路故障，電流會在幾個ms內上升到峰值。而現有空氣式斷路器，分閘固有延遲時間通常在10ms以上。首先在分斷速度上，就難以滿足速度需求。并且，當空氣式斷路器打開后，短路電流往往也接近峰值，不具備限流功能，從而上下級斷路器難以進行匹配性保護。當一條母線中的用電設備發生短路故障，可能造成兩條母聯的上級斷路器同時跳閘，從而造成大面積通電事故。同時，空氣式斷路器依靠電弧燃燒完成短路分斷，一般大電流分斷壽命較低，需要經常更換弧室和觸頭。
3、混合式斷路器和固態斷路器分斷速度均很快，且具有良好的限流能力。但固態斷路器存在額定載流損耗嚴重的固有缺陷，不適用于大電流系統。而混合式斷路器的快速機械開關運動速度極高，磨損嚴重，在機械壽命上難以達到空氣式斷路器的水平。同時，混合式斷路器不存在機械斷口，故障支路在檢修時，存在安全隱患。另外，現有混合式斷路器的機械開關一般基于電磁斥力原理，合閘后需要幾十ms才能恢復分閘鎖扣能力，難以單獨滿足系統“c-o”工況下故障保護。
技術實現思路
1、有鑒于此，有必要提供一種直流組合開關及直流組合開關的控制方法，用以解決實現在短路分斷過程中快速分斷兩條并列運行的母線，提高電力系統供電的穩定性和可靠性的目的。
2、為了實現上述目的，第一方面，本發明提供一種直流組合開關，包括：
3、綜合控制單元、電流檢測單元、快速分斷單元和負荷開關；
4、所述綜合控制單元、所述電流檢測單元、所述快速分斷單元和所述負荷開關依次相連；
5、所述快速分斷單元包括并聯的限壓耗能支路、電流轉移支路、主開關支路和強迫換流支路；
6、所述電流轉移支路包括：反向并聯的第一晶閘管和第二晶閘管；
7、所述強迫換流支路包括：電感、電容、第三晶閘管、第四晶閘管、第五晶閘管和第六晶閘管；
8、所述電感和所述電容串聯組成第一支路；
9、所述第三晶閘管和所述第四晶閘管的陽極相連組成第二支路；
10、所述第五晶閘管和所述第六晶閘管的陰極相連組成第三支路；
11、所述第二支路和所述第三支路并聯；
12、所述第三晶閘管和所述第四晶閘管的連接節點、所述第五晶閘管和所述第六晶閘管的連接節點分別與所述第一支路的兩端相連；
13、所述主開關支路的第一端和所述電流檢測單元相連，所述主開關支路的第二端和所述負荷開關相連；
14、所述電流檢測單元，用于采集電力系統的電流值和電流變化率；
15、所述綜合控制單元，用于基于所述電流值和所述電流變化率，控制所述負荷開關和所述主開關支路的開斷狀態。
16、在一種可能的實現方式中，所述主開關支路包括快速機械開關。
17、在一種可能的實現方式中，所述負荷開關為雙極空氣式開關。
18、在一種可能的實現方式中，所述限壓耗能支路包括壓敏電阻。
19、在一種可能的實現方式中，所述電流檢測單元包括電流變化率傳感器和霍爾電流傳感器。
20、第二方面，本發明還提供一種直流組合開關的控制方法，應用于上述任意實現方式中所述的直流組合開關，包括：
21、當電力系統處于短路保護工況，綜合控制單元檢測到電流值或電流變化率達到保護整定值時，根據電流方向控制快速分斷單元關斷系統電流，并控制負荷開關分斷，形成機械斷口。
22、在一種可能的實現方式中，所述根據電流方向控制快速分斷單元關斷系統電流，并控制負荷開關分斷，形成機械斷口，包括：
23、當電流方向由主開關支路流向負荷開關時，綜合控制單元向主開關支路發送分閘指令，并向第一晶閘管發送導通指令，以使故障電流從主開關支路轉移到電流轉移支路的第一晶閘管中；
24、電流轉移完成后，綜合控制單元向第四晶閘管和第五晶閘管發送導通指令，以使故障電流投入強迫換流支路；
25、當第一晶閘管中電流過零，并在負向電壓作用下完成關斷時，對電容充電；
26、當電容的電壓上升至壓敏電阻開通電壓時，壓敏電阻開通，以使電流轉移至限壓耗能支路，并下降至零。
27、在一種可能的實現方式中，所述根據電流方向控制快速分斷單元關斷系統電流，并控制負荷開關分斷，形成機械斷口，包括：
28、當電流方向由負荷開關流向主開關支路時，綜合控制單元向主開關支路發送分閘指令，并向第二晶閘管發送導通指令，以使故障電流從主開關支路轉移到電流轉移支路的第二晶閘管中；
29、當電流轉移完成后，綜合控制單元向第三晶閘管和第六晶閘管發送導通指令，以使故障電流投入強迫換流支路；
30、當第二晶閘管中電流過零，并在負向電壓作用下完成關斷時，對電容充電；
31、當電容的電壓上升至壓敏電阻開通電壓時，壓敏電阻開通，以使電流轉移至限壓耗能支路，并下降至零。
32、在一種可能的實現方式中，還包括：
33、當綜合控制單元接收到電力系統發出的合閘指令后，控制主開關支路閉合，并在預設時長后控制負荷開關閉合；
34、當電力系統處于額定或額定值以下運行工況時，主開關支路和負荷開關用于承載系統電流；
35、當需要執行分斷操作，綜合控制單元向負荷開關發送分斷指令，切斷主回路電流，并形成機械斷口。
36、在一種可能的實現方式中，還包括：
37、當電力系統處于過載工況時，綜合控制單元向負荷開關發送分斷指令，以完成過載保護，并形成機械斷口。
38、本發明的有益效果是：本發明提供的直流組合開關及直流組合開關的控制方法，通過控制不同的部件可以實現不同運行工況下的電流分斷，充分綜合了負荷開關的小電流分斷壽命長，以及混合式斷路器大電流分斷速度快、分斷容量高、限流能力強、壽命長的特點，在額定載流工況下的通態損耗極低。短路工況下分斷速度快，限流水平高，易于實現與上級斷路器的匹配性保護，提高電力系統供電的穩定性和可靠性。本發明具備短路保護分斷速度快、可靠性高、限流能力強、分斷壽命高等顯著優點，適用于直流電力系統母線連接處等需要快速分斷保護的場合。
1.一種直流組合開關，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的直流組合開關，其特征在于，所述主開關支路包括快速機械開關。
3.根據權利要求1所述的直流組合開關，其特征在于，所述負荷開關為雙極空氣式開關。
4.根據權利要求1所述的直流組合開關，其特征在于，所述限壓耗能支路包括壓敏電阻。
5.根據權利要求1所述的直流組合開關，其特征在于，所述電流檢測單元包括電流變化率傳感器和霍爾電流傳感器。
6.一種直流組合開關的控制方法，其特征在于，應用于權利要求1至5中任意一項所述的直流組合開關，包括：
7.根據權利要求6所述的直流組合開關的控制方法，其特征在于，所述根據電流方向控制快速分斷單元關斷系統電流，并控制負荷開關分斷，形成機械斷口，包括：
8.根據權利要求6所述的直流組合開關的控制方法，其特征在于，所述根據電流方向控制快速分斷單元關斷系統電流，并控制負荷開關分斷，形成機械斷口，包括：
9.根據權利要求6所述的直流組合開關的控制方法，其特征在于，還包括：
10.根據權利要求9所述的直流組合開關的控制方法，其特征在于，還包括：