基于IGBT的新型固态直流断路器设计与分析

• 作者: 丁璨 聂太平 陈天凡 田小健 袁召
• 来源期刊: 高压电器
• 关键词: 固态直流断路器 IGBT 拓扑结构 避雷器吸能 故障电流
• 年，卷（期）: 2022,（4）
• 所属期刊栏目: 研究与分析
• 页码范围: 17-24
• 页数: 7页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13296/j.1001⁃1609.hva.2022.04.003

摘要

直流断路器是柔性直流输电系统组网的关键设备，对直流输配电网的安全性、稳定性有着重要的意义。文中提出了一种基于绝缘栅双极型晶体管（insulated gate bipolar transistor，IGBT）的新型固态直流断路器拓扑，在提高断路器切断电流能力的同时，提高了避雷器和IGBT的使用寿命。通过引入接地引流二极管，减轻避雷器吸收能量的压力，加快电流分断的速度。基于所提拓扑设计了 10 kV 的直流断路器模型，在PSCAD/EMTDC中进行了验证，仿真结果表明：基于所提出的方案，最大开断电流可达5 kA，故障电流转移到主断流支路的时间为0.4 ms，避雷器吸收能量的时间为1.89 ms，同时减少了避雷器吸收的能量，符合直流断路器的设计要求。文中的仿真结果验证了该方案的可行性。