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基于触头电弧侵蚀的直流断路器电性能退化及剩余电寿命预测
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作者 李奎 张杰凯 +2 位作者 郭泽 牛峰 游颖敏 《电工技术学报》 北大核心 2025年第16期5330-5342,共13页
直流断路器是直流系统中的关键元件,其可靠性对电网的安全稳定运行至关重要。该文以直流断路器为研究对象,分析直流断路器的结构形式,研究直流电弧的物理特性和变化特征,提出直流电弧电压等效模拟方法;研究直流断路器电性能退化规律,采... 直流断路器是直流系统中的关键元件,其可靠性对电网的安全稳定运行至关重要。该文以直流断路器为研究对象,分析直流断路器的结构形式,研究直流电弧的物理特性和变化特征,提出直流电弧电压等效模拟方法;研究直流断路器电性能退化规律,采用燃弧能量来表征其电性能退化,提出基于电弧侵蚀的直流断路器剩余电寿命预测方法;建立基于性能退化的直流断路器剩余电寿命模型,开展电寿命实验研究,进行退化量的正态分布检验,基于实验数据进行剩余电寿命预测;建立基于Monte-Carlo法的电性能退化仿真模型,进行直流断路器电流开断过程仿真分析,基于仿真数据进行剩余电寿命预测。结果表明,基于电弧电压等效模拟方法的仿真结果与实验结果基本吻合,为直流断路器的可靠性仿真分析提供了依据。 展开更多
关键词 直流断路器 电弧电压 触头电磨损 电性能退化 剩余电寿命
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低压直流断路器热脱扣器温度场分析
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作者 苏秀苹 王东跃 +1 位作者 贾彦庆 王林林 《现代电子技术》 北大核心 2025年第20期120-126,共7页
低压直流断路器的热脱扣器主要通过热双金属片受热弯曲完成过载保护动作。为分析服役时热双金属片的温度分布,在有限元软件COMSOL中建立实际工况的低压直流断路器电-热-流体耦合模型,得到热脱扣器部分的温升曲线,并通过实验验证仿真结... 低压直流断路器的热脱扣器主要通过热双金属片受热弯曲完成过载保护动作。为分析服役时热双金属片的温度分布,在有限元软件COMSOL中建立实际工况的低压直流断路器电-热-流体耦合模型,得到热脱扣器部分的温升曲线,并通过实验验证仿真结果的正确性。仿真与实验结果表明,间接加热式的热双金属片以及加热元件都呈现出中间温度高、两端温度低的分布特点。通过分析断路器内部的热传导、热对流以及热辐射,对热双金属片和加热元件的传热方式进行研究,得出间接加热式热双金属片主要通过热对流进行加热,在温度较高时热辐射也不能忽略。同时利用Levenberg-Marquardt最小二乘法对热双金属片的非线性温度进行拟合,对其热时间常数进行修正,修正后的热时间常数能够反映断路器的实际工作状况,可为热脱扣器的退化研究与优化设计提供参考。 展开更多
关键词 低压直流断路器 热脱扣 热双金属片 温度场 多物理场耦合 有限元分析 热时间常数
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适用于柔直配电网的新型限流直流断路器
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作者 戴志辉 史琛 李毅然 《电力自动化设备》 北大核心 2025年第6期41-49,共9页
针对柔直配电网故障清除难度大且故障清除设备难以保障健全区域供电可靠性的问题,提出一种基于主动短路原理的阻感式限流直流断路器。所提断路器包含通流支路、限流模块及主断开关这3类子模块,故障后利用限流模块内晶闸管与自充电电容配... 针对柔直配电网故障清除难度大且故障清除设备难以保障健全区域供电可靠性的问题,提出一种基于主动短路原理的阻感式限流直流断路器。所提断路器包含通流支路、限流模块及主断开关这3类子模块,故障后利用限流模块内晶闸管与自充电电容配合,实现故障电流快速转移与有效抑制;通过主断开关内金属氧化物避雷器耗散故障能量,完成故障清除。在PSCAD/EMTDC中搭建柔直配电网仿真模型,对所提直流断路器的性能进行验证,并与现有典型直流断路器进行对比分析。结果表明,所提断路器限流响应速度快、避雷器耗能低且具备多类型故障清除能力;同时,基于主动短路式拓扑,限流模块与主断开关仅需单向导通能力,有效减少了断路器中电力电子器件数量,经济性更优。 展开更多
关键词 柔直配电网 混合式直流断路器 双向分断 故障限流 晶闸管
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耦合电感二次限流的混合式直流断路器拓扑研究
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作者 赵智忠 南坤宁 +1 位作者 陈海 李天 《电网技术》 北大核心 2025年第8期3443-3452,I0119,共11页
高压直流断路器是柔性直流电网中切除故障的关键设备,对系统安全、可靠、高效运行具有重要的意义。针对目前高压直流断路器限流能力弱、切除故障慢、制造成本高等问题,提出了一种耦合电感二次限流的混合式直流断路器拓扑,其利用电容的... 高压直流断路器是柔性直流电网中切除故障的关键设备,对系统安全、可靠、高效运行具有重要的意义。针对目前高压直流断路器限流能力弱、切除故障慢、制造成本高等问题,提出了一种耦合电感二次限流的混合式直流断路器拓扑,其利用电容的反向充电,使耦合电感两次投入限流,实现对故障电流的抑制,在故障切除后可完成重合闸的判定。所提断路器主要利用晶闸管进行断路器故障切除过程中各阶段的转换,且无需单独的电容充电设备,使其造价大大降低。为了验证所提断路器可行性,对其进行了工作过程的原理分析、理论推导以及元件参数的设计,基于PSCAD/EMTDC搭建了单端直流等效系统和四端柔性直流系统对断路器的开断性能完成了仿真验证,并与现有拓扑方案进行对比分析。结果表明所提断路器在限流能力、故障隔离速度、避雷器吸能、经济性方面具有一定优越性。 展开更多
关键词 柔性直流电网 混合式直流断路器 耦合电感 故障限流
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一种单次耦合注入且具有独立开断回路的串联型混合直流断路器 被引量:1
5
作者 肖少典 刘增 +2 位作者 杨亚超 江亚群 黄纯 《电工技术学报》 北大核心 2025年第14期4629-4641,共13页
串联型混合直流断路器(S-HCB)因具有抑制故障电流增长、低导通损耗的优势,成为中低压直流系统故障保护中一种极具潜力的解决方案。然而,现有S-HCB需通过注入多电平反制电压来创造机械开关的开启窗口,导致控制和拓扑复杂;并且,线路电感... 串联型混合直流断路器(S-HCB)因具有抑制故障电流增长、低导通损耗的优势,成为中低压直流系统故障保护中一种极具潜力的解决方案。然而,现有S-HCB需通过注入多电平反制电压来创造机械开关的开启窗口,导致控制和拓扑复杂;并且,线路电感的变化会干扰所创造的开启窗口,致使故障开断不可靠。为此,该文提出一种单次耦合注入且具有独立开断回路的S-HCB。利用晶闸管导通来钳位机械开关的开启全过程,所提S-HCB只需单次注入反制电压,即可为机械开关提供一个近似零电压的开启窗口,从而简化了其控制和拓扑。同时,所提S-HCB具有独立的故障开断回路,使故障电流过零时间与线路电感解耦,从而获得一个更稳定的开启窗口,提升故障开断的可靠性。此外,所提S-HCB能开断双向故障电流。该文给出了所提S-HCB的工作原理和参数设计,并通过10 kV/100 A仿真与200 V/20 A实验样机验证了所提S-HCB的有效性。 展开更多
关键词 混合式直流断路器 串联型 控制简单 开断可靠 双向运行
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具备快速重合闸能力的低损耗低成本双向固态式直流断路器
6
作者 王顺亮 李明 +4 位作者 辛清明 秦科军 王鹏 马俊鹏 刘天琪 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第12期128-138,共11页
相较于全控器件,晶闸管在损耗、成本及耐浪涌电流等方面具有优势,利用其设计直流断路器已经成为一种趋势。针对现存晶闸管型固态式直流断路器普遍存在可控性差、可靠性低、导通损耗高以及无法满足重合闸需求等问题,提出一种具备快速重... 相较于全控器件,晶闸管在损耗、成本及耐浪涌电流等方面具有优势,利用其设计直流断路器已经成为一种趋势。针对现存晶闸管型固态式直流断路器普遍存在可控性差、可靠性低、导通损耗高以及无法满足重合闸需求等问题,提出一种具备快速重合闸能力的固态式直流断路器。首先,介绍了拓扑的电路结构和工作原理,建立了断路器数学模型并给出各元器件的参数设计原则。然后,与现有方案进行性能和经济对比,通过仿真分析了各方案中关键元器件的电气应力。最后,搭建了断路器样机实验测试平台。实验结果表明,所提拓扑能够可靠开断故障电流,并有效保证了直流系统重合闸安全。 展开更多
关键词 直流配电网 故障保护 晶闸管 固态式直流断路器 重合闸
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轨道交通用电感投切式直流断路器开断特性的研究
7
作者 李辉 李思熠 +3 位作者 张彦林 李林 项彬 王东宇 《电工电能新技术》 北大核心 2025年第9期111-119,共9页
城市轨道交通发展迅速,但关键电气设备直流断路器多依靠国外进口,国产技术仍存在技术难点尚未突破。在强迫过零直流开断中,换流支路依据短路电流固定设计,而轨道交通断路器需要频繁开断额定电流,寿命高达20万次,多次采用过大的反向电流... 城市轨道交通发展迅速,但关键电气设备直流断路器多依靠国外进口,国产技术仍存在技术难点尚未突破。在强迫过零直流开断中,换流支路依据短路电流固定设计,而轨道交通断路器需要频繁开断额定电流,寿命高达20万次,多次采用过大的反向电流开断小电流时会损害断路器。电感投切式强迫过零直流开断拓扑结构可以实现不同反向电流峰值的投入,解决真空强迫过零开断小电流困难的问题。首先搭建了等效电路模型,仿真计算了不同电容电感下的峰值电流、开断频率等数值,选取体积、成本以及开断性能适合的参数进行实验验证。其次,搭建强迫过零直流开断实验平台,测试双向电流开断,实验结果表明换流支路可在3 ms内成功反向开断3.6 kA过载电流、9.6 kA短路电流,能够正向开断3.6 kA过载电流、8.5 kA短路电流。其中,额定模式电流下降率仅为36~48 A/μs,开断情况良好,符合轨道交通频繁开断额定及过载电流的需求,极大地推进了轨道交通直流断路器国产化应用进程。 展开更多
关键词 电感投切 强迫过零 双向开断 直流断路器 轨道交通
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空气式直流断路器本体脱扣装置的动作特性及性能优化
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作者 范晶涵 李斌 +2 位作者 温伟杰 孙清瑶 宋金川 《电网技术》 北大核心 2025年第10期4416-4427,I0120,共13页
轨道交通直流供电系统中,空气式直流断路器需要本体脱扣装置在过电流下触发分闸动作,以实现整流器出口、二次控保装置失电等极端故障电流快速开断。本体脱扣装置的动作性能主要有3个评价指标:整定范围、整定分辨率、响应时间。该文首先... 轨道交通直流供电系统中,空气式直流断路器需要本体脱扣装置在过电流下触发分闸动作,以实现整流器出口、二次控保装置失电等极端故障电流快速开断。本体脱扣装置的动作性能主要有3个评价指标:整定范围、整定分辨率、响应时间。该文首先结合现有本体脱扣装置的典型动作特性,分析了其工作原理并讨论了现存问题。进一步,结合理论分析和有限元仿真,针对整定范围和分辨率之间的矛盾,提出基于内部磁场调控的新型磁耦合脱扣方案,可以显著提升本体脱扣装置的整定范围和整定分辨率;针对响应时间,提出基于磁路结构优化的快速脱扣方案,降低本体脱扣装置的响应时间。仿真和实验验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 空气式直流断路器 本体脱扣 动作特性 性能优化
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基于可控振荡的电流注入型混合式直流断路器 被引量:3
9
作者 裴翔羽 贾重霄 +2 位作者 周万迪 谭奇福 李弸智 《电工技术学报》 北大核心 2025年第2期625-639,共15页
混合式直流断路器作为柔性直流输电系统故障线路选择性快速隔离的主流技术路线,是最大程度地保障柔性直流输电系统健全和持续可靠运行的关键装备。然而,当前各类混合式直流断路器存在造价高昂的共性问题,如何提出混合式直流断路器优化拓... 混合式直流断路器作为柔性直流输电系统故障线路选择性快速隔离的主流技术路线,是最大程度地保障柔性直流输电系统健全和持续可靠运行的关键装备。然而,当前各类混合式直流断路器存在造价高昂的共性问题,如何提出混合式直流断路器优化拓扑,有效地降低直流断路器研制成本是改进直流开断技术的出发点和落脚点。在融合反向电流注入、故障电流转移负压构建和电压幅值可控快速提升等原理的基础上,该文提出一种基于可控振荡的电流注入型混合式直流断路器,通过可控振荡负压单元和反向电流注入辅助实现了故障电流的快速阻断。首先,研究了故障反向电流注入熄弧、电流转移负压构建和电压幅值可控快速提升等基本原理;其次,在此基础上提出基于可控振荡的电流注入型混合式直流断路器拓扑,并详细阐述了其工作原理;然后,研究了所提混合式直流断路器关键元件选型方法;最后,基于PSCAD/EMTDC对所提混合式直流断路器的有效性和适用性进行了仿真验证。 展开更多
关键词 柔性直流电网 多端口混合式直流断路器 电流注入 可控振荡
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低压混合式直流断路器开断特性研究 被引量:1
10
作者 熊德智 陈石东 +2 位作者 郎霄剑 肖宇 尹健宁 《高压电器》 北大核心 2025年第6期43-51,共9页
电力系统中大量可再生清洁能源的引入在带来电能高效利用的同时也对系统控制与保护用直流断路器提出了新要求,尤其在光伏发电领域中光伏发电系统电压等级的攀升导致光伏发电用直流断路器需要承受更高的电压(>1500 V),混合式直流断路... 电力系统中大量可再生清洁能源的引入在带来电能高效利用的同时也对系统控制与保护用直流断路器提出了新要求,尤其在光伏发电领域中光伏发电系统电压等级的攀升导致光伏发电用直流断路器需要承受更高的电压(>1500 V),混合式直流断路器的出现解决了高电压下难分断的问题。在混合式直流断路器中IGBT的快速响应为直流开断快速性提供了基础,而直流微型断路器作为机械开关时能够在分断过程中使得电弧电压较短时间内上升至IGBT导通电压实现换流。通过在DC 1000 V系统中验证混合式直流断路器的开断迅速的优势后,仿真预测了这种混合式直流断路器在DC 1500 V系统中的开断特性,在对比电弧能量后进一步体现了混合式直流断路器的开断优势。混合式直流断路器的研究对低压系统的控制与保护提供了思路。 展开更多
关键词 机械开关 直流微型断路 电弧能量 混合式直流断路器 开断特性
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基于半硬磁材料的直流断路器操动机构特性研究
11
作者 兰剑 冯英 +4 位作者 王承玉 罗佳旺 胡启昊 武建文 李祖磊 《高压电器》 北大核心 2025年第11期187-195,共9页
由于柔性直流输配电系统发生故障时电流上升快、破坏性强,亟需快速稳定的直流断路器。文中提出一种基于半硬磁材料的操动—保持一体化机构,兼具电磁激励快速响应与高保持力特性。首先利用Jiles-Atherton结合粒子群算法分析了半硬磁材料... 由于柔性直流输配电系统发生故障时电流上升快、破坏性强,亟需快速稳定的直流断路器。文中提出一种基于半硬磁材料的操动—保持一体化机构,兼具电磁激励快速响应与高保持力特性。首先利用Jiles-Atherton结合粒子群算法分析了半硬磁材料的磁滞特性,并建立了半硬磁机构的等效磁路,分析机构电磁力的影响因素。然后,基于Comsol多物理场有限元仿真软件建立了半硬磁机构的仿真模型,分析了半硬磁机构的静态过程与动态过程,得到了过程中的电磁特性与机械特性。最后,根据仿真结果搭建了半硬磁机构样机,进行半硬磁机构动作实验,得到样机的动态特性,与仿真结果进行对比,验证了仿真的正确性,为后续的半硬磁机构研究与设计工作提供了一种高效、精确的计算方法和理论基础。 展开更多
关键词 直流断路器 半硬磁材料 操动机构 保持机构 动态特性
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直流断路器主动注入的柔性直流线路故障定位方法
12
作者 王强 解超 +1 位作者 尹纯亚 张高航 《现代电子技术》 北大核心 2025年第12期27-34,共8页
采用架空线路的柔性直流输电系统容易发生永久性故障,为确保模块化多电平换流器(MMC)型直流输电系统的可靠运行,研究高精度的故障测距方案具有现实意义。故提出一种基于直流断路器主动注入的柔性直流线路故障定位方法。当故障线路被直... 采用架空线路的柔性直流输电系统容易发生永久性故障,为确保模块化多电平换流器(MMC)型直流输电系统的可靠运行,研究高精度的故障测距方案具有现实意义。故提出一种基于直流断路器主动注入的柔性直流线路故障定位方法。当故障线路被直流断路器隔离后,通过断路器在失电系统中串联接入LC注入支路,利用该支路向故障线路提供衰减的振荡扰动。通过在断路器出口处测量线路无功功率及电流,利用谐振频率、线路无功功率与线路电流三者之间的稳定关系,可计算出系统的总电感数值,并通过求平均值处理,获得精确的总电感大小。最后基于PSCAD/EMTDC搭建的两端MMC柔性直流输电线路仿真模型验证表明,所提方案具有耐受一定过渡电阻的能力,且有较高的故障测距精度。 展开更多
关键词 MMC-HVDC 直流输电线路 故障定位 直流断路器 LC注入支路 谐振频率
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基于晶闸管的振荡型混合式直流断路器
13
作者 刘晓明 于新超 +1 位作者 陈海 陈育龙 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第17期6945-6956,I0028,共13页
直流配电网具有高效、稳定、适应可再生能源等优势,混合式直流断路器是保障直流电网故障隔离与恢复的关键装备。为改善现有直流断路器通态损耗高、经济性差及缺乏重合闸能力等问题,结合LC电路特性与晶闸管开关特点,提出一种基于晶闸管... 直流配电网具有高效、稳定、适应可再生能源等优势,混合式直流断路器是保障直流电网故障隔离与恢复的关键装备。为改善现有直流断路器通态损耗高、经济性差及缺乏重合闸能力等问题,结合LC电路特性与晶闸管开关特点,提出一种基于晶闸管的振荡型混合式直流断路器及其工作原理,利用晶闸管为LC振荡电路构造电流通路,使机械开关换流后在零电压零电流条件下分断故障电流,实现故障电流的换流与开断集成化模块设计;同时,具备可靠快速重合闸保护能力。此外,通过分析所提拓扑结构、基本工作原理和关键参数设计准则,在PSCAD/EMTDC中仿真不同开断工况下的工作性能,并搭建低功率实验样机,采用理论与实验验证相结合的手段,分析所提混合式直流断路器的适用性和经济性。 展开更多
关键词 直流配电网 混合式直流断路器 振荡回路 重合闸能力
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混合式直流断路器状态感知技术与智慧框架体系探讨 被引量:1
14
作者 程显 余亚东 +2 位作者 葛国伟 张钰峥 万其森 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期3033-3042,I0102-I0105,共14页
直流断路器是柔性直流输电工程中故障清除和隔离的关键设备,当前的热点集中在新型拓扑结构、直流开断特性和新型电力电子器件等功能方面的研究,对其全状态的智能感知和状态评估方面研究较少。该文以混合式直流断路器为研究对象,全面梳... 直流断路器是柔性直流输电工程中故障清除和隔离的关键设备,当前的热点集中在新型拓扑结构、直流开断特性和新型电力电子器件等功能方面的研究,对其全状态的智能感知和状态评估方面研究较少。该文以混合式直流断路器为研究对象,全面梳理了需要重点监测的状态量,归纳了混合式直流断路器中快速机械开关、压接式绝缘栅双极性晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)、避雷器、快速机构动作电容和隔离供能单元等关键组件状态量的感知方法。基于现有研究,提出了智慧型直流断路器的框架体系。分析了所提框架体系中智能感知层、信息通信层、数据融合层和智能应用层的实现思路,为实现直流断路器的智能化和模块化提供一定参考依据。 展开更多
关键词 混合式直流断路器 全状态感知 智慧型直流断路器 智能化
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中高压直流断路器的研究与应用 被引量:8
15
作者 范兴明 李涛 张鑫 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2537-2553,共17页
多端直流系统及直流电网是未来柔性直流输配电系统的发展方向,其安全可靠稳定运行需要有直流断路器作为保障。虽然国内外研究人员提出了各种直流断路器技术方案,但目前市场上能够满足实际工程应用的直流断路器产品仍十分缺乏。该文对直... 多端直流系统及直流电网是未来柔性直流输配电系统的发展方向,其安全可靠稳定运行需要有直流断路器作为保障。虽然国内外研究人员提出了各种直流断路器技术方案,但目前市场上能够满足实际工程应用的直流断路器产品仍十分缺乏。该文对直流断路器的研究工作进行了梳理。首先,分析了不同技术方案采取的换流方式及性能,并介绍了直流断路器中的核心组件及其驱动保护。其次,对各类型的直流断路器拓扑结构进行了总结,并归纳出改进优化的方向。最后,对直流断路器研制的关键技术与未来的发展趋势进行了讨论和总结,为中高压直流断路器研制与应用提供参考。 展开更多
关键词 直流电网 直流断路器 换流方式 核心组件 拓扑结构
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具备自适应重合闸能力的多端口混合式直流断路器 被引量:3
16
作者 陈晓龙 冯永涛 +3 位作者 周宁 韩小文 李永丽 李斌 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2601-2613,I0010-I0014,共18页
为解决柔性直流电网中混合式直流断路器成本高以及盲目重合闸的问题,提出了一种具备自适应重合闸能力的多端口混合式直流断路器。所提断路器能够在能量耗散期间旁路故障线路中的限流电抗器,配合电容充电回路的导通,将本应经避雷器耗散... 为解决柔性直流电网中混合式直流断路器成本高以及盲目重合闸的问题,提出了一种具备自适应重合闸能力的多端口混合式直流断路器。所提断路器能够在能量耗散期间旁路故障线路中的限流电抗器,配合电容充电回路的导通,将本应经避雷器耗散的限流电抗器能量转移到电容中,从而有效减少了故障隔离时间与避雷器能量耗散压力,并为故障性质的判别提供了能量支持。同时,该断路器通过共享主断路器的方式实现故障隔离,结合避雷器泄能需求的下降,大大降低了断路器的制造成本,在经济性方面优势明显。此外,该断路器利用故障识别电流与电容电压在永久性故障与瞬时性故障下的幅值差异来识别故障性质,实现了自适应重合闸,操作简单且易于控制。最后,利用PSCAD/EMTDC在三端MMC柔性直流系统环境下对所提方案的有效性进行了仿真验证,并通过与其他方案的对比分析,证明了所提方案的优越性。 展开更多
关键词 柔性直流电网 多端口混合式直流断路器 直流故障隔离 经济性 自适应重合闸
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基于电容自然充电换相的混合式直流断路器设计与仿真 被引量:4
17
作者 范兴明 李涛 张鑫 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期3510-3521,共12页
以晶闸管作为主断器件是降低混合式直流断路器造价和技术难度的手段之一,电容电压是此类直流断路器能够顺利开断直流故障的关键影响因素。现有结构中电容大多为预充电型,但预充电方式和电容电压的维持较为复杂。因此,该文提出一种基于... 以晶闸管作为主断器件是降低混合式直流断路器造价和技术难度的手段之一,电容电压是此类直流断路器能够顺利开断直流故障的关键影响因素。现有结构中电容大多为预充电型,但预充电方式和电容电压的维持较为复杂。因此,该文提出一种基于电容自然充电换相的混合式直流断路器,利用母线电压与预充电电容的电压差值实现电容的预充电和电容电压的自动维持,从而保证断路器的开断能力。此外该断路器还具备二次开断能力,可以满足极短时间内重复开断的需求。针对所提断路器的工作过程和元器件参数进行了详细的理论推导,基于PSCAD/EMTDC建立单端等效和四端柔性直流电网模型验证了所提结构的适用性。最后与其他方案进行比较,结果表明,所提方案在开断速度、电容预充电方式和二次开断方面具备一定优势。 展开更多
关键词 混合式直流断路器 晶闸管 预充电 二次开断
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一种基于电容主动钳位式混合式直流断路器 被引量:1
18
作者 范兴明 李涛 +2 位作者 张思舜 许洪华 张鑫 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期4620-4627,I0050,I0049,共10页
混合式直流断路器兼具机械式直流断路器的静态特性与固态直流断路器的动态特性,具有较快的开断速度和较低的通态损耗,是应用于中高压直流输配电系统的优选技术方案。然而,基于模块级联的混合式直流断路器存在投资成本较高、避雷器吸能... 混合式直流断路器兼具机械式直流断路器的静态特性与固态直流断路器的动态特性,具有较快的开断速度和较低的通态损耗,是应用于中高压直流输配电系统的优选技术方案。然而,基于模块级联的混合式直流断路器存在投资成本较高、避雷器吸能较高、不具备故障性质判别能力等问题,限制了断路器的工程化应用。该文在现有结构的基础上进行一定的改进,提出一种基于电容主动钳位式混合式直流断路器。主要利用电容电压钳位换流站侧电压,避免了换流站电压迅速跌落的同时降低了换流站侧的故障电流峰值。此外,电容电压还可作为线路故障和重合闸时的辅助判据。针对所提结构进行了详细的理论推导和分析,在PSCAD/EMTDC中建立四端直流环网对所提结构进行验证,并与原有方案进行对比。仿真结果证明所提结构可行且相对原有方案具备一定优势。 展开更多
关键词 混合式直流断路器 故障性质判别 电容钳位 辅助判据
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光伏低压直流断路器电磁脱扣器静态特性分析 被引量:3
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作者 苏秀苹 李沛原 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第7期273-278,共6页
对于光伏发电系统的保护,低压直流断路器具有举足轻重的地位。文章对光伏低压直流断路器电磁脱扣器的静态特性进行了分析,在有限元分析软件ANSYS中建立了电磁脱扣器的三维模型,并进行加载、求解,从而得到了不同电流、不同气隙下动铁心... 对于光伏发电系统的保护,低压直流断路器具有举足轻重的地位。文章对光伏低压直流断路器电磁脱扣器的静态特性进行了分析,在有限元分析软件ANSYS中建立了电磁脱扣器的三维模型,并进行加载、求解,从而得到了不同电流、不同气隙下动铁心所受电磁吸力大小的二维静态特性曲线图。之后对有限元分析软件ANSYS进行了二次开发,得到了动铁心所受电磁吸力在不同结构参数下的变化曲线并给出了相应的解释,同时根据结构参数变化对初始位置电磁吸力的影响为各参数提出了相应的公差建议。 展开更多
关键词 光伏 直流断路器 电磁脱扣 静态特性 电磁吸力 公差建议
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一种具有重合闸功能的限流式直流断路器
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作者 陶彩霞 王玥 +1 位作者 高锋阳 杨乔礼 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期43-52,共10页
为提高柔性直流输电系统发生短路故障后高压直流断路器的故障隔离、限流及重合闸恢复能力,在现有直流断路器结构基础上提出一种具有重合闸功能的限流式直流断路器(RCL-HDCB)。RCL-HDCB方案改进了断路器的限流支路,使其能够快速重合闸,... 为提高柔性直流输电系统发生短路故障后高压直流断路器的故障隔离、限流及重合闸恢复能力,在现有直流断路器结构基础上提出一种具有重合闸功能的限流式直流断路器(RCL-HDCB)。RCL-HDCB方案改进了断路器的限流支路,使其能够快速重合闸,依据动作过程及原理进行了参数设计,在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建了基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的双端直流输电系统,对RCLHDCB的运行状态进行仿真验证,结果表明该设备在发生短路故障后能够快速有效开断,故障电流也得到了较好的抑制,同时重合闸运行稳定,因此该RCL-HDCB方案对柔直输电系统具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 柔直系统故障 限流式直流断路器 故障隔离 重合闸
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