张国军 宋飞凡 李绍明 代国印

(辽宁工程技术大学电气与控制工程学院 葫芦岛 125105)



三阶段电流转移混合型无弧直流断路器

张国军 宋飞凡 李绍明 代国印

(辽宁工程技术大学电气与控制工程学院 葫芦岛 125105)

针对高压直流电路存在开断困难的问题，提出了一种无弧直流断路器的拓扑结构。该拓扑结构采用三阶段的电流转移方案，解决了基于传统强迫关断原理的混合型断路器开断时，高速机械开关在打开瞬间有较大的反向恢复电压，需要给预充电电容另加充电电源的问题。通过等效数学模型对工作阶段的临界时刻进行数学计算以及对其推导的正确性进行仿真分析。分析结果表明，采用所提出的拓扑结构不但可以使机械开关无弧分断，而且分断速度较快。

无弧直流断路器 拓扑结构 混合型断路器 三阶段电流转移 分断时间

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随着风力发电、光伏发电等可再生能源的蓬勃发展，直流输电系统、直流配电网及其相关技术正日益受到更多研究人员的关注，从系统到设备方面的研究都逐渐成为电力行业研究的热点[1-3]。

从直流断路器发展历程来看，传统机械式直流断路器在高压大电流场合的应用需要进行复杂的结构设计才能实现高电压大电流的分断[4]；固态直流断路器可以频繁开断，但存在容易过电压过电流、器件损耗高、冷却系统笨重以及成本较高等问题[5,6]。目前高压直流断路器发展的一个重要方向是混合型直流断路器，它结合了机械式断路器与固态断路器各自的优点，具有通态损耗小、开断快速可控、无弧、开关寿命长、可靠性高、无需专用冷却装置等优点[7-10]。……