摘要：为了防止柔性直流输电系统在双极短路故障下过大的短路电流损坏输电系统,且考虑到过大的短路电流也会损坏断路器的避雷器,文中提出了一种可开断故障电流且有效减小避雷器吸能的直流断路器。利用PSCAD搭建了含卸能电阻的直流断路器模型和三端±350 kV柔性直流输电系统模型。在双极短路故障下,通过仿真对比分析了此模型与理想直流断路器模型和不含卸能电阻的直流断路器模型的区别。文中发现,含卸能电阻的直流断路器与理想直流断路器相比更容易切断故障电流,与不含卸能电阻的直流断路器相比有效减小了避雷器吸能。并且,通过仿真分析了使用不同参数的直流断路器的系统直流侧电流、电压波形,从而优化含卸能电阻的直流断路器的参数。

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5kA,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。

摘要：直流断路器作为直流配电网的保护设备,对直流配电网的安全稳定运行有着重要的意义。本文提出了适用于直流配电网的级联模块式固态直流断路器拓扑设计方案,所提方案的拓扑结构通过引入接地续流二极管组,减轻避雷器吸收能量的压力,加快电流分断的速度;转移支路采用级联模块式的结构,解决了串联大量IGBT的动态均压问题。基于所提的拓扑设计了10 kV直流配电网的直流断路器模型,在PSCAD/EMTDC中进行了验证,并与其他文献的方案进行对比分析,结果表明:基于所提的方案的固态直流断路器最大开断电流为5 kA,最快切除故障电流时间为2.96 ms,避雷器吸收能量的时间为1.24 ms,吸收的能量较其他方案减半,符合直流断路器设计的要求。本文的仿真结果验证了该方案的可行性。

摘要：混合式直流断路器这类高耸结构极易在地震作用下产生较大的结构内力,导致其结构破坏并引发直流电网不能正常运行等事故。为了满足混合式直流断路器的9级地震烈度的紧凑模块化结构设计与抗震特性分析,以±500 kV混合式直流断路器为分析对象,通过Solidworks建立三维实体模型,导入有限元分析软件ANSYS Workbench进行模态仿真分析,得到了混合式直流断路器的前8阶非零固有频率,然后进行模拟在9级地震烈度的地震作用下的响应谱分析,得到了混合式直流断路器的等效应力和方向位移云图。结果表明:混合式高压直流断路器的动力学特性较为复杂,模态振型具有多样性。在9级地震烈度的地震激励下,混合式直流断路器满足抗震强度要求。