一种多端口直流断路器及其应用方法

技术领域

本发明涉及电力系统、电力电子技术领域，具体涉及一种多端口直流断路器及其应用方法。

背景技术

高压直流断路器是多端及直流电网构建的核心设备之一，其技术经济性直接影响了直流电网应用的灵活性与广泛性。目前，高压直流断路器主流技术路线主要有两种：一种为混合式直流断路器，正常运行由机械开关通流，故障时利用辅助换流支路等将电流转移至并联连接的电力电子器件支路中，然后由电力电子器件分断电流，该类型断路器通态损耗低，分断速度快，但是需要使用大量的全控器件串并联，成本较高。另一种是机械式直流断路器，通过预充电电容反向注入电流实现机械开关熄弧，最终完成直流开断，所需要电容容量大、电压高，且面临高压触发开关的经济性和可靠性设计问题。现有技术方案难以同时满足大规模直流电网建设对直流断路器技术性与经济性双重要求，限制高压直流断路器在多端及直流电网中规模化应用。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的高压大容量柔性直流电网中高压直流断路器配置数量较多，总体成本高昂的缺陷，从而提供一种多端口直流断路器及其应用方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种多端口直流断路器，多端口直流断路器连接于第一换流站及第二换流站之间，第一换流站和第二换流站均包含至少两条直流出线线路，断路器包括：电磁耦合换流单元、限流单元、开断单元、能量吸收单元、多个通流单元、整流单元，所述整流单元包括多个第一整流单元及多个第二整流单元，其中，第一换流站通过一个通流单元与一个第二换流站连接，通流单元包括：至少一组快速机械开关；第一换流站还依次通过第一整流单元、电磁耦合换流单元、限流单元分别与开断单元的第一端及能量吸收单元的第一端连接，开断单元的第二端及能量吸收单元的第二端连接后，通过多个第一整流单元与多个第二换流站对应连接；第一换流站还通过第二整流单元分别与开断单元的第二端及能量吸收单元的第二端连接，每个第二换流站均通过一个第二整流单元与第一整流单元、电磁耦合换流单元之间的连接点连接；当每个通流单元所在线路、第一换流站正常运行时，通流单元用于实现第一换流站及第二换流站之间的负荷电流传输；当通流单元所在线路、第一换流站中至少一个故障时，第一整流单元和第二整流单元用于转移故障电流、隔离故障线路、保护健全线路的正常运行；电磁耦合换流单元用于产生振荡，将负荷电流从通流单元转换至限流单元和开断单元；限流单元用于限制系统故障电流；开断单元用于分断系统故障电流；能量吸收单元用于抑制分断过电压、吸收系统感性元件储存能量。

在一实施例中，第一整流单元及第二整流单元均由串联连接的第一二极管构成，或串联连接的第一晶闸管构成，或由串联连接的第一二极管及机械开关构成，或由串联连接的第一晶闸管及机械开关构成。

在一实施例中，电磁耦合换流单元包括：耦合电抗器、第一电容及第一开关电路构成，其中，耦合电抗器的一次侧的第一端通过第一整流单元与第一换流站连接，其一次侧的第二端与限流单元连接；第一电容、第一开关电路及耦合电抗器的二次侧依次串联连接，构成电磁耦合回路。

在一实施例中，限流单元包括容性限流电路或感性限流电路，其中，容性限流电路由并联连接的第一电阻及非线性电容构成；感性限流电路包括：第二电容、第二晶闸管、电感及第二开关电路，其中，第二电容、第二晶闸管、电感串联连接后与第二开关电路并联连接。

在一实施例中，开断单元由多个串联连接的第三开关电路构成，第三开关电路包括：可控开关管、第二二极管、第三电容、第二电阻及第三电阻，其中，第二二极管与第三电容串联连接之后与可控开关管并联连接，第二二极管与第二电阻并联，第三电容与第三电阻并联。

第二方面，本发明实施例提供一种多端口直流断路器的应用方法，基于第一方面的多端口直流断路器，应用方法包括：对多端口断路器初始化使其处于初始化状态，初始化状态包括：每个第一整流单元、第二整流单元、通流单元均解锁，电磁耦合换流单元、限流单元及开断单元均闭锁；在多端口直流断路器运行过程中，实时监控第一换流站及每个通流单元所在线路的运行状态，并判断第一换流站及每个通流单元所在线路是否正常运行；当第一换流站出口故障时，基于第一预设控制方法，通过控制每个通流单元、电磁耦合换流单元、限流单元、开断单元的运行状态，第二整流单元将系统故障电流转移至能量吸收单元中，直至系统故障电流被能量吸收单元吸收过零；当第一换流站出口正常运行、至少一个通流单元所在线路发生接地故障时，基于第二预设控制方法，通过控制接地故障线路的通流单元、电磁耦合换流单元、限流单元、开断单元的运行状态，第一整流单元将系统故障电流转移至能量吸收单元中，直至系统故障电流被能量吸收单元吸收过零。

在一实施例中，第一预设控制方法包括：解锁开断单元的全部第三开关电路及限流单元、闭锁全部的通流单元，待全部的通流单元的机械开关的触头分开时，解锁电磁耦合单元的第一开关电路；判断全部通流单元的机械开关是否足够开距耐受暂态分断电压，当其足够开距耐受暂态分断电压后，闭锁开断单元。

在一实施例中，第二预设控制方法包括：解锁开断单元的全部第三开关电路及限流单元、闭锁接地故障线路的通流单元，待接地故障线路的通流单元的机械开关的触头分开时，解锁电磁耦合单元的第一开关电路；判断接地故障线路的通流单元的机械开关是否足够开距耐受暂态分断电压，当其足够开距耐受暂态分断电压后，闭锁开断单元。

在一实施例中，利用第三预设控制方法，对接地故障线路的通流单元进行重合闸，第三预设控制方法包括：解锁开断单元全部的第三开关电路，判断是否仍存在接地故障；若仍存在接地故障，闭锁开断单元全部的第三开关电路；当接地故障已清除时，解锁接地故障线路的通流单元，待开断单元电流过零后，闭锁开断单元全部的第三开关电路。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的多端口直流断路器及其应用方法，两个换流站之间通过多端口直流断路器连接，当换流站、连接线路正常时，通流单元实现换流站之间能量流动，当换流站、连接线路中的至少一个故障时，切断故障线路或全部线路，电磁耦合换流单元产生注入电流，整流单元将故障电流转移至限流单元、能量吸收单元，从而快速隔离所故障线路、故障换流站所连接的直流母线、故障换流站、多条故障直流线路侧等，保障直流输电系统的安全、可靠和经济运行。

2.本发明提供的多端口直流断路器及其应用方法，直流断路器通流单元利用快速机械开关，从而实现换流站之间能量无损耗，且具有快速、双向、强电流分断、扩展性强等特征，能够实现快速重合闸，技术性能良好，能够满足直流电网不同运行需求。

3.本发明提供的多端口直流断路器及其应用方法，第一换流站与多个第二换流站之间共用直流断路器电磁耦合换流单元、限流单元、开断单元和能量吸收单元，从而实现随着直流线路增加，灵活、简单、低成本扩展。

4.本发明提供的多端口直流断路器及其应用方法，对于多直流出线换流站，相较于布置于每条直流线路上的独立混合式直流断路器，显著降低了直流断路器在高压大容量直流电网中应用的设备成本，具备高技术经济性，并减低了多直流出线换流站中直流断路器总体积，有利于换流站整体布置与设计。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的多端口直流断路器的一个具体示例的组成图；

图2(a)～图2(d)为本发明实施例提供的第一整流单元及第二整流单元的具体示例的组成图；

图3(a)～图3(b)为本发明实施例提供的电磁耦合整流单元的具体示例的组成图；

图4(a)～图4(b)均为本发明实施例提供的限流单元的具体示例的组成图；

图5为本发明实施例提供的开断单元的一个具体示例的组成图；

图6为本发明实施例提供的多端口直流断路器的应用方法的一个具体示例的流程图；

图7为本发明实施例提供的多端口直流断路器的一个具体示例的电路结构图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，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发明和简化描述，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发明的限制。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。

在本发明的描述中，需要说明的是，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，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。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发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本发明实施例提供一种多端口直流断路器，应用于多个换流站之间能量传输的场合，如图1所示，多端口直流断路器连接于第一换流站11及第二换流站12之间，第一换流站11和第二换流站12均包含至少两条直流出线线路，断路器包括：电磁耦合换流单元2、限流单元3、开断单元4、能量吸收单元5、多个通流单元6、整流单元，整流单元包括多个第一整流单元71及多个第二整流单元72。

本发明实施例的第一换流站11通过一个通流单元6与一个第二换流站12连接，通流单元6包括：至少一组快速机械开关，其中，快速机械开关需耐受系统负荷电流以及短时过电流，同时还需要耐受直流断路器分断产生的暂态过电压，依据上述电气应力，其可采用多断口的串联、多支路并联及多断口串并联连接方式，从而实现换流站之间能量无损耗，且具有快速、双向、强电流分断、扩展性强等特征，能够实现快速重合闸，技术性能良好，能够满足直流电网不同运行需求。

如图1所示，本发明实施例的第一换流站11还依次通过第一整流单元71、电磁耦合换流单元2、限流单元3分别与开断单元4的第一端及能量吸收单元5的第一端连接，开断单元4的第二端及能量吸收单元5的第二端连接后，通过多个第一整流单元71与多个第二换流站12对应连接；第一换流站11还通过第二整流单元72分别与开断单元4的第二端及能量吸收单元5的第二端连接，每个第二换流站12均通过一个第二整流单元与第一整流单元71、电磁耦合换流单元2之间的连接点连接。

需要说明的是，在电力系统中，第二换流站12也通过如图1所示的多端口直流断路器与其它换流站连接，从而实现与其它换流站之间的能量流动，在此不再赘述。

本发明实施例中，当每个通流单元6所在线路、第一换流站11正常运行时，通流单元6用于实现第一换流站11及第二换流站12之间的负荷电流传输；当通流单元6所在线路、第一换流站11中至少一个故障时，第一整流单元71和第二整流单元72用于转移故障电流、隔离故障线路、保护健全线路的正常运行；电磁耦合换流单元2用于产生振荡，将负荷电流从通流单元6转换至限流单元3和开断单元4；限流单元3用于限制系统故障电流；开断单元4用于分断系统故障电流；能量吸收单元5用于抑制分断过电压、吸收系统感性元件储存能量。

本发明实施例中，当如图1所示的多端口直流断路器投入至电力系统后，实时监控各通流单元6、第一换流站11的运行状态，并基于二者的运行状态，设置不同的负荷电流通路，例如：当各通流单元6、第一换流站11均运行正常时，直流线路#1～直流线路#N实现第一换流站11及第二换流站12之间的能量流动；当某条直流线路发生接地故障时，以直流线路#1发生接地故障为例，此时通过控制其所连接的通流单元6、电磁耦合换流单元2、限流单元3的通断状态，通过与第一换流站11所连接的第一整流单元71、电磁耦合换流单元2、限流单元3、开断单元4及能量吸收单元5、与第二换流站12所连接的第一整流单元71，实现第一换流站11与直流线路#1所连接的第二换流站12之间的能量流动，其它正常的直流线路#2～直流线路#N实现第一换流站11及直流线路#2～直流线路#N所对应连接的第二换流站12之间的能量流动；当第一换流站11出口故障时，通过与第二换流站12所连接的第二整流单元72、电磁耦合换流单元2、限流单元3、开断单元4及能量吸收单元5、与第一换流站11所连接的第二整流单元72，实现第一换流站11与全部的第二换流站12之间的能量流动，需要说明的是，当第二换流站12与换流站通过多端口直流断路器连接。

本发明实施例提供的多端口直流断路器，两个换流站之间通过多端口直流断路器连接，当换流站、连接线路正常时，通流单元实现换流站之间能量流动，当换流站、连接线路中的至少一个故障时，切断故障线路或全部线路，电磁耦合换流单元产生注入电流，整流单元将故障电流转移至限流单元、能量吸收单元，从而快速隔离所故障线路、故障换流站等，保障直流输电系统的安全、可靠和经济运行。

在一具体实施例中，第一整流单元71及第二整流单元72均由开关部件构成，但是二者所控制的电流流动方向不同，开关部件包括第一二极管D1、第一晶闸管S1及机械开关K1组合形式等，例如：如图2(a)所示，第一整流单元71及第二整流单元72均由串联连接的第一二极管D1构成的二极管整流阀段，或如图2(b)所示，第一整流单元71及第二整流单元72均由串联连接的第一晶闸管S1构成的晶闸管整流阀段，或如图2(c)所示，第一整流单元71及第二整流单元72均由串联连接的第一二极管D1及机械开关K1构成的二极管与机械开关K1串联整流阀段，或如图2(d)所示，第一整流单元71及第二整流单元72均由串联连接的第一晶闸管S1及机械开关K1构成的晶闸管与机械开关K1串联整流阀段。

在一具体实施例中，图3(a)及图3(b)所示，电磁耦合换流单元2包括：耦合电抗器L1、第一电容C1及第一开关电路构成21，其中，耦合电抗器L1的一次侧的第一端通过第一整流单元71与第一换流站11连接，其一次侧的第二端与限流单元3连接；第一电容C1、第一开关电路21及耦合电抗器L1的二次侧依次串联连接，构成电磁耦合回路，图3(a)中第一开关电路21由反并联的晶闸管与二极管构成，图3(b)中的第一开关电路21由反并联的IGBT与二极管构成。

在一具体实施例中，限流单元3包括容性限流电路31或感性限流电路32，其中，如图4(a)所示，容性限流电路31由并联连接的第一电阻R1及非线性电容C2构成；如图4(b)所示，感性限流电路32包括：第二电容C3、第二晶闸管S2、电感L2及第二开关电路321，其中，第二开关电路321可以由反并联的晶闸管构成，第二电容C3、第二晶闸管S2、电感L2串联连接后与第二开关电路321并联连接。

在一具体实施例中，如图5所示，开断单元4由多个串联连接的第三开关电路41构成，第三开关电路41包括：可控开关管S3、第二二极管D2、第三电容C4、第二电阻R2及第三电阻R3，其中，第二二极管D2与第三电容C4串联连接之后与可控开关管S3并联连接，第二二极管D2与第二电阻R2并联，第三电容C4与第三电阻R3并联。

需要说明的是，在整个电力系统中，每个换流站均可以通过一个多端口直流断路器与其它换流站连接，将发出能量的换流站作为上述的第一换流站11，将接收能量的换流站作为上述的第二换流站12，由于第一整流单元71及第二整流单元72为隔离及实现能量流动的作用，因此，第一整流单元71及第二整流单元72的连接方向根据实际情况进行设定，故同样可以依据上述方法应用多端口直流断路器。

本发明实施例提供的多端口直流断路器，第一换流站与多个第二换流站之间共用直流断路器电磁耦合换流单元、限流单元、开断单元和能量吸收单元，从而实现随着直流线路增加，灵活、简单、低成本扩展；对于多直流出线换流站，相较于布置于每条直流线路上的独立混合式直流断路器，显著降低了直流断路器在高压大容量直流电网中应用的设备成本，具备高技术经济性，并减低了多直流出线换流站中直流断路器总体积，有利于换流站整体布置与设计。

实施例2

本发明实施例提供一种多端口直流断路器的应用方法，如图6所示，基于实施例1的多端口直流断路器，应用方法包括：

步骤S11：对多端口断路器初始化使其处于初始化状态，初始化状态包括：每个第一整流单元、第二整流单元、通流单元均解锁，电磁耦合换流单元、限流单元及开断单元均闭锁。

步骤S12：在多端口直流断路器运行过程中，实时监控第一换流站及每个通流单元所在线路的运行状态，并判断第一换流站及每个通流单元所在线路是否正常运行。

步骤S13：当第一换流站出口故障时，基于第一预设控制方法，通过控制每个通流单元、电磁耦合换流单元、限流单元、开断单元的运行状态，第二整流单元将系统故障电流转移至能量吸收单元中，直至系统故障电流被能量吸收单元吸收过零。

步骤S14：当第一换流站出口正常运行、至少一个通流单元所在线路发生接地故障时，基于第二预设控制方法，通过控制接地故障线路的通流单元、电磁耦合换流单元、限流单元、开断单元的运行状态，第一整流单元将系统故障电流转移至能量吸收单元中，直至系统故障电流被能量吸收单元吸收过零。

现以如图7所示的多端口直流断路器的具体电路结构的一个示例进行说明，图7中，第一换流站通过多端口直流断路器与两个第二换流站连接，此多端口断路器包括三个第一整流单元、三个第二整流单元、两个通流单元，通流单元由一个机械开关构成，电磁耦合换流单元的第一开关电路由反并联的晶闸管与二极管构成，限流单元采用感性限流电路，第一整流单元及第二整流单元由串联连接的第一二极管及机械开关构成。

如图7所示的多端口直流断路器，当第一换流站#1、直流线路#11及直流线路#12的运行状态均正常时，第一整流单元#1、第一整流单元#11、第一整流单元#12、第二整流单元#2、第二整流单元#21、第二整流单元#22均解锁。

如图7所示的多端口直流断路器，当能量需从第一换流站#1分别流向第二换流站#21、第二换流站#22时，本发明实施例的多端口直流断路器的应用方法如下：

(1)当第一换流站#1、直流线路#11及直流线路#12均正常运行时，此时电磁耦合换流单元、限流单元、开断单元均闭锁，通流单元#11及通流单元#12解锁，即第一换流站#1与第二换流站#21之间的能量通过直流线路#1流动，第一换流站#1与第二换流站#22之间的能量通过直流线路#2流动。

(2)当第一换流站#1出口故障时，此时基于第一预设控制方法，通流单元#11及通流单元#12闭锁、电磁耦合换流单元、限流单元、开断单元均解锁，此时电磁耦合整流单元二次侧的电容与耦合电抗器二次侧电感产生振荡，耦合电抗器一次侧感应电压，从而使第二换流站#21输出的能量依次通过第二整流单元#21、电磁耦合单元、限流单元、能量吸收单元、第二整流单元#2流向第一换流站#1，第二换流站#22输出的能量依次通过第二整流单元#22、电磁耦合单元、限流单元、能量吸收单元、第二整流单元#2流向第一换流站#1，直至故障电流被能量吸收单元吸收。

(3)①当直流线路#1发生接地故障、直流线路#2正常运行时，此时基于第二预设控制方法，通流单元#11闭锁，通流单元#12、电磁耦合换流单元、限流单元、开断单元均解锁，此时电磁耦合整流单元二次侧的电容与耦合电抗器二次侧电感产生振荡，耦合电抗器一次侧感应电压，从而使第一换流站#1输出的故障电流依次经由第一整流单元#1、电磁耦合换流单元、限流单元、开断单元(或能量吸收单元)、第一整流单元#11，直至故障电流被能量吸收单元吸收，而第一换流站#1与第二换流站#22之间的能量通过仍直流线路#2流动。

②当直流线路#2发生接地故障、直流线路#1正常运行时，此时基于第二预设控制方法，通流单元#12闭锁，通流单元#11、电磁耦合换流单元、限流单元、开断单元均解锁，此时电磁耦合整流单元二次侧的电容与耦合电抗器二次侧电感产生振荡，耦合电抗器一次侧感应电压，从而使第一换流站#1输出的故障电流依次经由第一整流单元#1、电磁耦合换流单元、限流单元、开断单元(或能量吸收单元)、第一整流单元#12，直至故障电流被能量吸收单元吸收，而第一换流站#1与第二换流站#22之间的能量通过仍直流线路#1流动。

③当直流线路#1、直流线路#2均发生接地故障时，此时基于第二预设控制方法，通流单元#11及通流单元#12闭锁、电磁耦合换流单元、限流单元、开断单元均解锁，此时电磁耦合整流单元二次侧的电容与耦合电抗器二次侧电感产生振荡，耦合电抗器一次侧感应电压，从而使第一换流站#1输出的故障电流依次经由第一整流单元#1、电磁耦合换流单元、限流单元、开断单元(或能量吸收单元)、第一整流单元#11和第一整流单元#12，直至故障电流被能量吸收单元吸收。

需要说明的是，在整个电力系统中，每个换流站均可以通过一个多端口直流断路器与其它换流站连接，将发出能量的换流站作为上述的第一换流站，将接收能量的换流站作为上述的第二换流站，由于第一整流单元及第二整流单元为隔离及实现能量流动的作用，因此，第一整流单元及第二整流单元的连接方向根据实际情况进行设定，故同样可以依据上述方法应用多端口直流断路器。

在一具体实施例中，第一预设控制方法包括：

步骤S21：解锁开断单元的全部第三开关电路及限流单元、闭锁全部的通流单元，待全部的通流单元的机械开关的触头分开时，解锁电磁耦合单元的第一开关电路。

步骤S22：判断全部通流单元的机械开关是否足够开距耐受暂态分断电压，当其足够开距耐受暂态分断电压后，闭锁开断单元。

本发明实施例中，现以如图7所示的多端口直流断路器对步骤S21～步骤S22进行具体说明：

当第一换流站#1出口故障时，上述第(2)种应用方法的具体实施过程是：首先解锁开断单元内全部的第三开关电路及限流单元、闭锁通流单元#11及通流单元#12，然后待通流单元#11及通流单元#12的快速机械开关的触头分开时，通过解锁电磁耦合换流单元的第一开关电路，电磁耦合整流单元二次侧的电容与耦合电抗器二次侧电感产生振荡，耦合电抗器一次侧感应电压，使开断单元整体导通压降低于快速机械开关弧压，强制电流从通流单元#11及通流单元#12转移，此时第二换流站#21输出的能量依次通过第二整流单元#21、电磁耦合单元、限流单元、开断单元、第二整流单元#2流向第一换流站#1，第二换流站#22输出的能量依次通过第二整流单元#22、电磁耦合单元、限流单元、开断单元、第二整流单元#2流向第一换流站#1，然后待通流单元#11及通流单元#12机械开关均足够开距耐受暂态分断电压时，闭锁开断单元的全部第三开关电路，此时，第二换流站#21输出的故障电流经由第二整流单元#21、电磁耦合换流单元、限流单元，传输至能量吸收单元，第二换流站#22输出的故障电流经由第二整流单元#22、电磁耦合换流单元、限流单元，传输至能量吸收单元，故障电流被能量吸收单元吸收。

在一具体实施例中，第二预设控制方法包括：

步骤S31：解锁开断单元的全部第三开关电路及限流单元、闭锁接地故障线路的通流单元，待接地故障线路的通流单元的机械开关的触头分开时，解锁电磁耦合单元的第一开关电路。

步骤S32：判断接地故障线路的通流单元的机械开关是否足够开距耐受暂态分断电压，当其足够开距耐受暂态分断电压后，闭锁开断单元。

本发明实施例中，现以如图7所示的多端口直流断路器对步骤S31～步骤S32进行具体说明：

当直流线路#1发生接地故障、直流线路#2正常运行时，上述第(3)种应用方法的第①种方法的具体实施过程是：首先解锁开断单元内全部的第三开关电路及限流单元、闭锁通流单元#11，及通流单元#12一直处于解锁状态，然后待通流单元#11的快速机械开关的触头分开时，，通过解锁电磁耦合换流单元的第一开关电路，电磁耦合整流单元二次侧的电容与耦合电抗器二次侧电感产生振荡，耦合电抗器一次侧感应电压，使开断单元整体导通压降低于快速机械开关弧压，强制电流从通流单元#11转移，使得第一换流站#1输出的故障电流全部转移至限流单元和开断单元，然后待通流单元#11机械开关均足够开距耐受暂态分断电压时，闭锁开断单元的全部第三开关电路，此时，第一换流站#1输出的故障电流经由第一整流单元#1、电磁耦合换流单元、限流单元、能量吸收单元、第一整流单元#11输送至第二换流站#21，第一换流站#1与第二换流站#22之间的能量通过直流电路#2流动。需要说的是，当第一换流站#1正常运行、直流线路#2发生接地故障、直流线路#1正常运行时，或当直流线路#1及直流线路#2均发生接地故障时，同样依据上述方法的原理，第一换流站#1与第二换流站#22之间的能量通过电磁耦合整流单元、限流单元、开断单元及能量吸收单元进行流动，第一换流站#1与第二换流站#21之间的能量通过直流线路#1进行流动。

在一具体实施例中，利用第三预设控制方法，对接地故障线路的通流单元进行重合闸，第三预设控制方法包括：

步骤S41：解锁开断单元全部的第三开关电路，判断是否仍存在接地故障。

步骤S42：若仍存在接地故障，闭锁开断单元全部的第三开关电路；当接地故障已清除时，解锁接地故障线路的通流单元，待开断单元电流过零后，闭锁开断单元全部的第三开关电路。

本发明实施例中，现以如图7所示的多端口直流断路器对步骤S41～步骤S42进行具体说明：

当第一换流站#1正常运行、直流线路#1发生接地故障、直流线路#2正常运行时，通流单元#12一直处于解锁状态，则对通流单元#11内的快速机械开关进行重合闸的过程具体实施过程是：在步骤S32之后，首先解锁开断单元全部的第三开关电路，判断是否仍存在接地故障，若仍存在接地故障，闭锁开断单元全部的第三开关电路；当接地故障已清除时，解锁通流单元#11，待开断单元电流过零后，闭锁开断单元全部的第三开关电路，此时第一换流站#1输出的电流分别通过直流线路#1、直流线路#2输送至第二换流站#21及第二换流站#22。

需要说明的是，在整个电力系统中，每个换流站均可以通过一个多端口直流断路器与其它换流站连接，将发出能量的换流站作为上述的第一换流站，将接收能量的换流站作为上述的第二换流站，由于第一整流单元及第二整流单元为隔离及实现能量流动的作用，因此，第一整流单元及第二整流单元的连接方向根据实际情况进行设定，故同样可以依据上述方法应用多端口直流断路器。

本发明实施例提供的多端口直流断路器的应用方法，两个换流站之间通过多端口直流断路器连接，当换流站、连接线路正常时，通流单元实现换流站之间能量流动，当换流站、连接线路中的至少一个故障时，切断故障线路或全部线路，电磁耦合换流单元自动感应电压，将故障电流转移至限流单元、能量吸收单元，从而快速隔离所故障线路、故障换流站等，保障直流输电系统的安全、可靠和经济运行。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。