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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
1
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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适用于柔直配电网的新型限流直流断路器
2
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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基于可控振荡的电流注入型混合式直流断路器 被引量：3
3
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
4
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 直流微型断路器 电弧能量 混合式直流断路器 开断特性
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基于晶闸管的振荡型混合式直流断路器
5
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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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
6
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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具备自适应重合闸能力的多端口混合式直流断路器 被引量：3
7
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
8
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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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
9
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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一种双电容换流型混合式直流断路器
10
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 混合式直流断路器 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
11
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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自触型低压混合式直流断路器系统设计与开断特性研究 被引量：6
12
作者 张照资 高偲智 +3 位作者 汪倩 陈思磊 葛世伟 李兴文 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期4544-4555,I0032,共13页
低压混合式直流断路器具有低功耗、高开断性能、选择性保护等优点,能更好地满足光伏和储能系统以及零碳建筑等应用需求。该文提出一种自触型低压混合式直流开关拓扑,首先通过对混合式断路器工作原理分析,建立基于电弧供能、驱动的机电... 低压混合式直流断路器具有低功耗、高开断性能、选择性保护等优点,能更好地满足光伏和储能系统以及零碳建筑等应用需求。该文提出一种自触型低压混合式直流开关拓扑,首先通过对混合式断路器工作原理分析,建立基于电弧供能、驱动的机电系统耦合设计方法,该方法利用电弧能量为电子电路供能,并将电弧电压作为换流支路导通的控制信号,从而实现短路故障下系统的自动触发,并提出核心功能模块设计的理论依据。在此基础上,研制低压混合式断路器样机并验证设计方案的有效性,并对比分析不同因素对开断特性的影响规律。试验表明,相较于传统机械开关,小电流开断时间缩短85.4%、电弧能量减少94.1%,提升了断路器电气寿命,同时实现1.1 kA短路电流开断,发现系统总体响应时间与燃弧初期电压上升速率成正相关,电弧电导、支路寄生电感增大均会延长换流时间,电弧重燃概率则主要受外部系统参数影响。结果可为低压直流混合式断路器的优化设计和性能提升提供一定参考。 展开更多
关键词 低压直流系统 混合式断路器 断路器寿命 小电流开断 短路开断
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±10 kV直流配网用混合式中压直流断路器拓扑设计与试验 被引量：6
13
作者 刘晨阳 王青龙 +2 位作者 柴卫强 向川 黄永瑞 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期3881-3891,共11页
为解决±10 kV柔性直流配电网发生短路时故障电流大,开断短路电流困难的问题,提出一款±10kV混合式中压直流断路器拓扑方案。利用PSCAD/EMTDC软件对该直流断路器拓扑进行仿真。仿真结果表明:当系统发生短路时,直流断路器能够在2... 为解决±10 kV柔性直流配电网发生短路时故障电流大,开断短路电流困难的问题,提出一款±10kV混合式中压直流断路器拓扑方案。利用PSCAD/EMTDC软件对该直流断路器拓扑进行仿真。仿真结果表明:当系统发生短路时,直流断路器能够在2.54 ms(<3 ms)时间内分断2.5 kA短路电流,转移支路中承压绝缘栅双极性晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)两端最大电压约为17.5 kV,同时研究了RC回路中不同R值(1Ω,5Ω,10Ω)对系统电压振荡波形的影响,R取值越大振荡时间越小;同时理论推导了直流断路器分断过程中的电气应力暂态方程。最后基于所提出的拓扑结构研制了±10 kV直流断路器样机,搭建试验平台对直流断路器开展分断试验。试验结果表明:该款±10 kV直流断路器能够在3 ms内双向(正向和反向)开断100 A小电流和2.5 kA短路大电流,试验结果与仿真结果保持一致。 展开更多
关键词 ±10 kV中压柔直配网 混合式直流断路器 主支路 转移支路 分断时间 样机
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适用于直流配电网的混合式断路器研究 被引量：7
14
作者 姚宁 李德召 +4 位作者 杜道忠 王智勇 王文杰 张广泰 方太勋 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期184-190,共7页
随着分布式电源的快速发展及直流负荷的迅猛增长,交流配电网不能满足未来电网的发展,直流配电网以其控制灵活、稳定性高、电能质量好等优势成为未来发展趋势。直流断路器作为关键保护设备,对配电网的可靠运行有着重要意义。文中提出一... 随着分布式电源的快速发展及直流负荷的迅猛增长,交流配电网不能满足未来电网的发展,直流配电网以其控制灵活、稳定性高、电能质量好等优势成为未来发展趋势。直流断路器作为关键保护设备,对配电网的可靠运行有着重要意义。文中提出一种配电网用的混合式直流断路器方案,直流断路器分3条支路:主通流支路由快速机械开关和IEGT阀组串联组成、转移支路由压接式IEGT阀组组成、能量吸收由每一级IEGT并联的避雷器组成。从仿真设计到样机试制进行阐述,并且样机完成10 kV电压等级下关断15 kA故障电流试验,结果表明,提出的直流断路器方案可满足在直流配电网的应用。 展开更多
关键词 直流配电网 混合式直流断路器 IEGT阀组 快速机械开关
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基于经验傅里叶分解的混合式高压直流断路器耗能支路故障检测方法研究 被引量：1
15
作者 彭兆伟 宋鹏 +3 位作者 高杰 黄诗洋 杨爱军 徐党国 《全球能源互联网》 CSCD 北大核心 2024年第1期79-91,共13页
为实现更强的能量耗散能力,混合式高压直流断路器的耗能支路需串并联大量金属氧化物压敏电阻(metal oxidevaristor,MOV),耗能支路的可靠性将直接影响混合式高压直流断路器的可靠性。但是,现有的耗能支路故障检测方法并不能适应整个能量... 为实现更强的能量耗散能力,混合式高压直流断路器的耗能支路需串并联大量金属氧化物压敏电阻(metal oxidevaristor,MOV),耗能支路的可靠性将直接影响混合式高压直流断路器的可靠性。但是,现有的耗能支路故障检测方法并不能适应整个能量耗散阶段。为此,提出一种基于经验傅里叶分解的混合式高压直流断路器耗能支路故障检测方法,具体为:首先是信号预处理,对耗能支路每个子模块的分支电流进行归一化和一阶差分计算来获取分析电流;然后是故障特征提取,利用经验傅里叶分解(empirical Fourier decomposition,EFD)对分析电流进行分解,提取最高频时频分量作为故障特征分量;最后是检测判据,通过故障特征分量构造突变峰值量化指标,进而通过突变峰值实现耗能支路故障检测。大量实验表明,该检测方法可在能量耗散阶段末期实现可靠地故障检测,且具备一定的抗干扰能力。 展开更多
关键词 混合式高压直流断路器 耗能支路 金属氧化物压敏电阻 经验傅里叶分解 故障特征分量 突变峰值
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混合式直流断路器内部关键参数对电弧电流转移特性的影响研究 被引量：1
16
作者 王德全 王汝凡 +3 位作者 邱军 冯泽铭 段雄英 廖敏夫 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期193-200,共8页
真空电弧电流转移是自然换流型混合式直流断路器开断过程中的一个重要组成部分。文中通过建立真空电弧电流转移的理论分析模型,得出影响真空电弧电流转移的主要因素为真空电弧电压、内部杂散电阻电感参数和电力电子器件的串并联结构。... 真空电弧电流转移是自然换流型混合式直流断路器开断过程中的一个重要组成部分。文中通过建立真空电弧电流转移的理论分析模型,得出影响真空电弧电流转移的主要因素为真空电弧电压、内部杂散电阻电感参数和电力电子器件的串并联结构。实验方面,通过改变电力电子开关中电力电子器件的串联或并联个数研究了电力电子器件的串并联结构对真空电弧电流转移特性的影响,通过改变电力电子开关中杂散电感或电阻的数值和所处位置研究了内部杂散电阻电感参数对真空电弧电流转移特性的影响。最后,探究了促进电弧电流转移的方法。本研究将为混合式直流断路器的结构设计和参数优化提供理论依据。 展开更多
关键词 混合式直流断路器 电弧电流转移 真空电弧电压 杂散参数
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阻容型混合式直流断路器优化设计及全工况开断性能分析 被引量：2
17
作者 刘晓明 于新超 +2 位作者 陈海 史红菲 姜文涛 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期5149-5158,I0069-I0072,I0068,共15页
为解决柔性直流电网中故障电流快速开断难题,在比对分析典型混合式直流断路器方案控制保护策略与经济性的基础上,该文提出一种基于晶闸管的阻容型混合式直流断路器拓扑结构与参数化设计方法。利用阻性电路抑制电流电压上升,同时具备钳... 为解决柔性直流电网中故障电流快速开断难题,在比对分析典型混合式直流断路器方案控制保护策略与经济性的基础上,该文提出一种基于晶闸管的阻容型混合式直流断路器拓扑结构与参数化设计方法。利用阻性电路抑制电流电压上升,同时具备钳位开断、弱电流开断、电容自充电和自适应重合闸功能,实现整机无全控型器件。首先提出该拓扑不同模式下的控制保护策略和参数化建模方法。其次,给出器件参数设计准则,并采用多目标水母优化算法对参数组合方案进行可靠性寻优。此外,基于PSCAD/EMTDC,建立四端直流输电网模型,比对分析了所提混合式直流断路器参数化设计方案在不同工况下的开断性能、经济性和适用性。 展开更多
关键词 直流输电网 混合式直流断路器 钳位开断 自适应重合闸
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10 kV直流配电网混合式断路器结构设计 被引量：6
18
作者 樊阳文 李骏 +3 位作者 姚宁 杜道忠 王智勇 王文杰 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期53-59,共7页
基于10 kV直流配电网示范工程要求及二极管整流型混合式拓扑结构,文中首先介绍了直流断路器的整体布局结构;然后提出了阀组模块化设计方案,阐述了各模块的设计选型过程,通过理论计算及仿真分析设计了主支路散热系统及IGBT硅堆结构,研制... 基于10 kV直流配电网示范工程要求及二极管整流型混合式拓扑结构,文中首先介绍了直流断路器的整体布局结构;然后提出了阀组模块化设计方案,阐述了各模块的设计选型过程,通过理论计算及仿真分析设计了主支路散热系统及IGBT硅堆结构,研制了额定电压10 kV,额定电流1 kA,最大开断电流10 kA,开断时间小于3 ms的混合式直流断路器产品;最后试验结果表明:直流断路器在10 kV配电网中运用的可行性和有效性。 展开更多
关键词 直流配电网 混合式直流断路器 通态阀组 模块化 仿真分析
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混合式直流断路器在柔性直流电网中应用初探 被引量：44
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作者 彭发喜 汪震 +2 位作者 邓银秋 郑超 宋云亭 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2017年第7期2092-2098,共7页
基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的柔性直流电网技术是未来电力系统输电技术的发展方向之一,但面临快速清除直流侧故障的巨大挑战。分析比较3种隔离直流侧故障的方法,选择混合式直流断路器作为隔离直流侧故... 基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的柔性直流电网技术是未来电力系统输电技术的发展方向之一,但面临快速清除直流侧故障的巨大挑战。分析比较3种隔离直流侧故障的方法,选择混合式直流断路器作为隔离直流侧故障的方案。结合基于差动电流的直流故障检测技术,提出考虑线路分布电容的柔性直流电网保护方案,包括线路保护和母线保护,并论述保护参数的选取原则。在PSCAD/EMTDC仿真平台上建立一个4端柔性直流电网模型,验证所提基于混合式直流断路器的差动保护方案的有效性和可行性。结果表明,所提的差动保护方案满足了保护的选择性和速动性要求,运用混合式直流断路器可在数ms内清除柔性直流电网的直流侧故障。 展开更多
关键词 柔性直流电网 直流故障 混合式高压直流断路器 差动保护
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配电网用全固态混合式直流断路器研发 被引量：14
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作者 刘伟 马海超 +5 位作者 张海涛 易荣 鲁挺 余琼 赵宇明 刘国伟 《南方电网技术》 北大核心 2016年第4期37-42,共6页
直流配电网以其控制灵活、稳定性高、电能质量好等优点,成为了未来配电系统的发展趋势。直流断路器作为直流配电网的保护设备,对于直流配电网的稳定性、安全性有着重要意义。提出了一种在直流配电网中应用的全固态混合式直流断路器方案... 直流配电网以其控制灵活、稳定性高、电能质量好等优点,成为了未来配电系统的发展趋势。直流断路器作为直流配电网的保护设备,对于直流配电网的稳定性、安全性有着重要意义。提出了一种在直流配电网中应用的全固态混合式直流断路器方案。该断路器由三条支路构成,其主通流支路由晶闸管串联IGBT构成,转移支路由压接式IGBT构成,能量吸收支路由避雷器构成。对该断路器方案进行了仿真验证,并开发了10kV/1kA试验样机以及相关试验平台。试验样机在10kV和7.5kV电压等级下分别成功开断2kA和5kA短路电流。样机在10kV电压额定通流下效率大于99.94%。 展开更多
关键词 直流配电网 直流断路器 全固态混合式直流断路器
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