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基于快速真空开关的直流配电组合式断路器
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作者 王永兴 邹积岩 +5 位作者 郭兴宇 陈忠 胡迪 杨为 茅东 柯艳国 《高压电器》 北大核心 2025年第3期63-70,共8页
以短路故障切除与提高供电可靠性为目标的直流系统控保技术是发展新型电力系统的前期攻关重点之一。基于半导体组件的混合式直流断路器做为核心部件已进入工程示范。为解决断路器的高成本以及试运行中出现的可靠性等问题,文中提出了新... 以短路故障切除与提高供电可靠性为目标的直流系统控保技术是发展新型电力系统的前期攻关重点之一。基于半导体组件的混合式直流断路器做为核心部件已进入工程示范。为解决断路器的高成本以及试运行中出现的可靠性等问题,文中提出了新的组合式直流断路器系统拓扑,把常规直流分支系统中的断路器代之以机械式开关。可大幅度降低整体成本与故障率。基于换流原理的快速直流断路器分闸速度可满足故障电流的发展,有望直接用于直流系统的控保。尝试用交流配电自动化的SCADA概念重建软件平台,创新直流配电系统拓扑,以更高的可靠性与经济性优势,为分布式多种能源智能组网给出更好的选择。 展开更多
关键词 组合式直流断路 重合 配电自动化 快速真空断路
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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 电弧电压 触头电磨损 电性能退化 剩余电寿命
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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 耦合电感 故障限流
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适用于柔直配电网的新型限流直流断路器
4
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 双向分断 故障限流 晶闸管
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基于晶闸管的主动关断型双向直流固态断路器
5
作者 贺嵩铭 朱晋 +3 位作者 曾庆鹏 王道祺 吴理心 韦统振 《高电压技术》 北大核心 2025年第4期1857-1866,共10页
随着直流供电系统的不断发展,直流故障保护问题日益凸显,用于故障隔离的直流断路器被广泛应用。基于晶闸管的固态断路器具有低损耗和低成本的优势,但是晶闸管无法被控制关断的特性制约了这类断路器的发展,目前的部分方案存在无法可靠重... 随着直流供电系统的不断发展,直流故障保护问题日益凸显,用于故障隔离的直流断路器被广泛应用。基于晶闸管的固态断路器具有低损耗和低成本的优势,但是晶闸管无法被控制关断的特性制约了这类断路器的发展,目前的部分方案存在无法可靠重合闸、损耗大的缺点。为此,提出了一种基于晶闸管的新型双向直流固态断路器拓扑结构,实现了主动可靠关断与软重合闸功能,消除了MOV的断态漏电流,具有高可靠性和低损耗的优势。文中详细阐述了断路器在3种模式下的工作原理,给出了参数设计依据;仿真和实验表明,所提拓扑可以主动可靠分断短路故障,并通过软重合闸判断故障类型。 展开更多
关键词 直流电网 固态断路 直流断路 晶闸管 故障保护 主动关断
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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 重合闸
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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
7
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 串联型 控制简单 开断可靠 双向运行
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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:1
8
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 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
9
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 开断特性
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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
10
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 LC注入支路 谐振频率
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一种10kV电感耦合型直流限流断路器拓扑设计与分析
11
作者 田俊 刘晓明 +3 位作者 陈海 姜文涛 任宇朋 史红菲 《高压电器》 北大核心 2025年第8期22-31,共10页
针对中压直流配电网控制与保护需求,提出一种电感耦合型直流限流断路器拓扑,利用电感耦合技术实现快速换流和有效抑制故障电流,从而降低开断电流和IGBT使用数量,提高分断速度。在对拓扑结构和动作过程分析基础上,进行理论推导及参数设计... 针对中压直流配电网控制与保护需求,提出一种电感耦合型直流限流断路器拓扑,利用电感耦合技术实现快速换流和有效抑制故障电流,从而降低开断电流和IGBT使用数量,提高分断速度。在对拓扑结构和动作过程分析基础上,进行理论推导及参数设计,最后基于Pscad/Emtdc分别搭建单端等效电路和±10kV三端中压直流配电网仿真模型,验证理论分析和参数设计的正确性。与现有典型方案对比分析结果表明,所设计直流断路器能够在4ms内完全切除短路故障电流,兼具快速分断性与经济性。 展开更多
关键词 ±10kV直流配电网 直流断路 耦合作用 仿真分析 限流
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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
12
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 直流故障隔离 经济性 自适应重合闸
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中高压直流断路器的研究与应用 被引量:6
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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 换流方式 核心组件 拓扑结构
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基于固态断路器主动注入式直流故障测距方法 被引量:5
14
作者 王伟 帅智康 +2 位作者 李杨 何梨梨 方辰晨 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期2360-2370,共11页
随着直流配电网的快速发展与深化应用,准确可靠的故障测距技术对直流故障检修和恢复至关重要。该文提出一种基于固态断路器(SSCB)主动注入式直流故障测距方法。首先,利用SSCB开断主动注入不同脉冲宽度的信号,并检测注入脉冲首末端和反... 随着直流配电网的快速发展与深化应用,准确可靠的故障测距技术对直流故障检修和恢复至关重要。该文提出一种基于固态断路器(SSCB)主动注入式直流故障测距方法。首先,利用SSCB开断主动注入不同脉冲宽度的信号,并检测注入脉冲首末端和反射波首末端的时间差作为注入波形传播时间间隔,能够减小采样频率带来的误差。然后,提取电缆线路电压线模量作为检测量,削弱正负极线路之间的耦合作用,获得稳定波速。最后,基于小波变换原理提出改进自适应模极大值方法来检测脉冲首末端时刻,减小噪声和过渡电阻对测距精度的影响。仿真结果表明,基于SSCB主动注入式测距方法在直流配电网单极接地和极间短路故障情况下均能够实现准确且快速的定位。 展开更多
关键词 直流配电网 故障测距 固态断路 主动注入 自适应模极大值
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高海拔环境下大容量直流空气断路器灭弧性能研究 被引量:9
15
作者 李静 易晨曦 +2 位作者 彭世东 曹云东 于龙滨 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期863-874,共12页
高原轨道交通和电工产业转型对起关键保护作用的大容量直流空气断路器(LC-DCCB)提出了更高要求,但现有产品在高海拔地区的开断仍存在一定问题。该文以轨道交通用LC-DCCB为研究对象,首先基于磁流体动力学(MHD)理论,考虑湍流效应的影响,... 高原轨道交通和电工产业转型对起关键保护作用的大容量直流空气断路器(LC-DCCB)提出了更高要求,但现有产品在高海拔地区的开断仍存在一定问题。该文以轨道交通用LC-DCCB为研究对象,首先基于磁流体动力学(MHD)理论,考虑湍流效应的影响,对其在高海拔环境下开断18 kA短路电流进行仿真;然后对电弧形态及灭弧室内温度场、电磁场、气流场进行分析,得出高海拔地区空气电弧开断困难的主要原因;最后根据仿真与理论分析,考虑采用合理数量和布局的间插式U型栅片改善电弧开断特性。结果表明:随着海拔的升高,电弧前期运动速度加快,但断路器的灭弧性能降低;在高海拔环境下电弧存在严重的弧根粘滞和弧根拖尾现象,弧根拖尾畸变空间电场,不利于熄弧;同时,在不同海拔环境下,电弧会产生不同程度的反向运动现象,易导致弧后重燃。该研究深入揭示了高海拔环境下LC-DCCB电弧演变过程及复杂开断现象背后的物理本质,可为该类产品研发提供理论指导。 展开更多
关键词 高海拔 大容量直流空气断路 弧根拖尾 电弧反向 弧后重燃
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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:2
16
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 晶闸管 预充电 二次开断
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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
17
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 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
18
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 故障隔离 重合闸
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一种双电容换流型混合式直流断路器
19
作者 陶彩霞 王文博 +2 位作者 李泰国 姜璐 张建刚 《电气工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期315-324,共10页
混合式直流断路器可以快速、准确隔离线路故障,在直流电网故障清除难题中发挥重要作用。为解决直流断路器开断能力要求高、限流能力弱、制造成本大、故障隔离速度慢等问题,提出一种双电容换流型混合式直流断路器(Double capacitor commu... 混合式直流断路器可以快速、准确隔离线路故障,在直流电网故障清除难题中发挥重要作用。为解决直流断路器开断能力要求高、限流能力弱、制造成本大、故障隔离速度慢等问题,提出一种双电容换流型混合式直流断路器(Double capacitor commutated hybrid DC circuit breaker,D-C-DCCB)拓扑。构建断路器时,巧妙利用自充电通路实现电容预充电及反向充电后电容能量的耗散。通过电容反向充电与阻感限流支路降低故障电流上升速率及峰值,利用限流电阻与二极管组实现限流电感,完成限流工作后被短路及储存能量耗散,加快故障隔离速度的同时,有效减少了避雷器吸收能量。对所提断路器的拓扑结构及工作原理进行分析及推导,在PSCAD/EMTDC中对所提断路器拓扑进行了四端直流电网仿真验证,与现有的直流电网故障清除拓扑在性能及经济性方面进行了对比,证明了所提断路器具有性能好、经济性高的优点。 展开更多
关键词 混合式直流断路 直流电网 直流故障 故障限流
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一种基于电容主动钳位式混合式直流断路器
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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 故障性质判别 电容钳位 辅助判据
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