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双电容混合型直流断路器

2021-10-10张国军许澜涛

电源学报 2021年5期

张国军,许澜涛

(辽宁工程技术大学电气与控制工程学院,葫芦岛 125105)

随着电力系统的发展,高压远距离交流输电的弊端愈加明显,而高压直流电网不仅不存在交流电网的问题而且能解决可再生能源的并网问题,近些年高压直流输电发展迅猛,所以高压直流断路器的研究也随之提上日程[1-3]。

我国已在机械型断路器、固态断路器和混合型断路器3 类传统断路器的研制方面取得巨大成功[4-6]。华中科技大学电气学院潘垣院士、何俊佳教授和其他团队已经共同研制成功具备我国完全自主产权的机械型高压直流断路器;浙江大学已经研制出IGBT 高压直流断路器;2014 年南方电网科学研究院和其他多家研发单位共同设计出混合型直流断路器试验样机,并且通过了国家高压电器质量监督检验中心的检查,能够在不到5 ms 的时间内分断16 kA 的电流。

分析传统直流断路器可以发现:机械型断路器速动难以满足电力系统的要求;固态断路器虽然可以快速切断故障但其不能承受过高的系统短路电压[7-8];混合型断路器在具备机械式直流断路器良好的静态特性的同时还具备固态直流断路器良好的动态特性,所以混合型直流断路器是未来断路器发展的重要方向[9-10]。文献[11]提出的续流二极管模型可以解决机械开关打开瞬间反向恢复电压过高引起的二次燃弧问题,但需要额外的充电电源,增大了断路器体积;文献[12]提出的带有GTO 的拓扑虽然将直流断路器分断时间缩短,但GTO 在关断时会产生过电压,过电压会将GTO 击穿;……

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