直流微网混合式断路器IGBT串联均压特性

• 作者: 冷彤 王德全 廖敏夫 邱军 王汝凡 邹积岩
• 来源期刊: 高电压技术
• 关键词: 混合式直流断路器 绝缘栅双极晶体管 IGBT 串联 动态均压
• 年，卷（期）: 2020,（11）
• 所属期刊栏目: 大功率电力电子与智能输配电|High-power Electrical Electronics and Intelligent Transmission and Distribution
• 页码范围: 3879-3886
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20191007

摘要

混合式断路器在直流微网应用中将多个绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)串联以承受关断过电压,为此对IGBT串联动态均压特性展开探讨.首先,分析了IGBT串联动态不均压原因及电阻、电容、二极管(RCD)无源缓冲均压电路工作原理;其次,通过仿真分析不同RCD电路参数对均压特性、IGBT关断损耗及过电压、二极管反向电压的影响;最后,搭建容量为1.2 kA/2.4 kV的IGBT串联开断单元,以500 ns关断时间差、600A短路电流为实验条件,进行开断验证.研究结果表明:缓冲电容在一定范围内越大,IGBT的过电压、关断损耗、不均压程度越小,但过大的电容值对3者减小的作用有限;缓冲电阻在一定范围内越大,避雷器关断后,电路阻尼振荡的抑制效果越好,但二极管承受的反向电压会增大;结合仿真和实验,提出缓冲电容2～3 μF,缓冲电阻2 Ω的最佳电路参数,并在此基础上给出二极管选型原则.该文通过研究获得的RCD无源缓冲电路均压特性,可为工程应用提供一定技术参考.