一种强制换流型混合式高压直流断路器方案

• 作者: 王辉 郝全睿 韩国庆 马超
• 来源期刊: 高电压技术
• 关键词: 直流电网 混合式直流断路器 强制换流 短路故障 拓扑结构
• 年，卷（期）: 2019,（8）
• 所属期刊栏目: 高压直流断路器研制关键技术专题
• 页码范围: 2425-2433
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20190731009

摘要

高压直流断路器在直流系统保护中起着重要作用.针对现有直流断路器在经济性、合闸电弧问题和快速性方面不能兼备的缺陷,提出了一种强制换流型混合式高压直流断路器拓扑.所提方案的拓扑结构中引入了1个绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT),用来配合隔离开关进行合闸操作;引入二极管组并将平波电抗器均分在断路器两侧,以减小对避雷器的压力,延长避雷器的使用寿命;电力电子支路用子模块级联拓扑,避开了大规模IGBT动态均压的技术难题.基于所提拓扑设计了10 kV直流断路器,对正常运行以及故障切除、故障恢复合闸下的运行情况进行了分析及仿真,同时与含ABB方案的两种典型方案进行了比较.仿真结果表明:基于所提拓扑的直流断路器最快切除故障电流时间为3.63 ms,开断电流容量为4.09 kA,正常合闸机械支路端电压为0,实现了无弧合闸,IGBT使用数量较ABB方案减半,避雷器吸收能量较传统方案减半,经济性较好,符合直流断路器性能要求.该结果验证了所提拓扑结构具备可行性.