摘要：针对强迫换流型限流断路器分断双向高上升率短路电流时关断电流的分流问题及其在关断额定及小电流时存在的过大冲击和需要判断电流方向等问题,该文提出一种新型的双向强迫换流型直流限流断路器方案,对故障电流和额定及小电流的关断分别采用不同的触头驱动模式和不同关断电路。分析电弧电压、真空开关支路及二极管支路分布电感对关断电流分流的影响规律,得到保证关断电流全部用于反向关断真空开关的约束条件及设计方法。设计900V/1kA断路器样机并完成额定和短路分断试验,可将初始上升率约为22A/ms的短路电流限流至10.9kA,分断时间小于1ms,分断额定电流时关断脉冲电流仅为1700A。试验结果表明,所提出方案的有效、可行和分析准确、可信。

摘要：针对强迫换流型限流断路器双向关断时关断电路体积大以及需要判断电流方向等问题,提出一种新型的双向强迫换流型限流断路器拓扑结构,利用机械开关分断时产生的电弧电压对桥式二极管的钳位作用控制关断电流的投入方向,对任一方向电流的关断均可采用同一控制策略,无需判断故障电流方向。分析了线路分布电感对关断电流分布的影响规律,得到了关断电流初始上升率的约束条件,在该文的实际应用条件下关断电流上升率应小于100 A/?s。设计了600 V/630 A断路器样机,进行正、反向短路分断试验,可将初始电流上升率为8.25 A/?s的短路电流在1.1 ms内成功分断,限流峰值为7.8 k A。试验结果表明所提出方案有效、可行和分析准确、可信。

摘要：针对现有断路器开断容量不能满足现代舰船直流电力系统短路电流分断要求的现状,提出了一种直流混合型超导限流器的方案。舰船直流电力系统短路电流上升率高达20 A/μs,该限流器需要完成短路电流的快速换流,研究了强迫换流方法。讨论了直流混合型超导限流器的工作原理,对限流器的限流过程进行了分析。在给定电力系统短路电流参数的条件下,结合电路仿真软件,对辅助换流支路参数进行了设计。实验结果表明,强迫换流的方法在38μs内完成了上升率为20.4 A/μs的7 680 A的短路电流的换流,混合型方案具有可行性,强迫换流的方法能够实现短路电流的快速换流。

摘要：提出了一种基于现有强迫换流型真空直流断路器的改进方案,并通过在高速真空开关两端并联反向续流二极管,使真空开关在电弧电流强迫过零后由于二极管的续流作用得到零电压介质强度恢复时间,提高了真空灭弧室电流过零后的介质强度恢复速度,使真空开关得以在小间隙下分断高上升率的短路电流,提高了传统真空直流断路器的限流、分断能力。设计了限流断路器样机,进行了短路分断试验。试验结果表明:所设计的限流断路器能将最大上升率为20A/μs的短路电流限流至10kA以下,限流分断时间小于1.1ms,满足了现代舰船极限短路故障的保护要求。

摘要：混合式断路器电流转移支路中晶闸管的反向恢复过电压击穿和重加正向电压击穿是导致短路分断失败的重要因素,研究晶闸管器件在短路分断过程中面临的工况对于提高短路分断可靠性具有重要的意义。本文采用函数解析的方法对混合式断路器的强迫换流过程进行了详细的分析,依次探究了强迫换流回路投入时间、强迫换流电容参数、强迫换流电感参数对晶闸管正向电流峰值、关断di/dt和反向电压时间的影响。所得结论对于混合式断路器中晶闸管组件设计具有一定的指导意义。

摘要：混合式限流断路器作为传统断路器的理想替代品,一直受到科研人员的青睐。强迫换流作为混合式限流断路器的重要组成部分,换流方式直接决定了混合式限流断路器的协同控制策略及关键参数设计。基于“先分断再换流”和“先换流再分断”两种强迫换流方式过程分析及对比分析,研究了两种强迫换流方式的优缺点以及与高速电磁斥力开关协同控制的难易程度,为混合式限流断路器强迫换流方式的选择和参数设计提供了依据。

摘要：普通晶闸管换流阀无关断电流的能力,需要借助电网电压完成换相,不适用于没有交流电网的无源逆变电路。为了将晶闸管换流阀应用于柔性交直流电网,以并联十二脉动晶闸管换流器为前级,以七电平直流电流分配单元为后级构成级联型电流源逆变器。七电平直流电流分配单元不仅实现了对直流母线电流的动态平均分配,而且形成了周期性的直流电流过零点,为十二脉动晶闸管换流器提供零电流换相条件,从而实现晶闸管换流阀的强迫换相。实现强迫换相的晶闸管换流阀外特性相当于全控型逆阻器件,因此换流器可实现无源逆变。在对电路拓扑、调制方法进行详细分析的基础上,设计了额定功率为0.5 MW的七电平柔性直流换流器试验装置,以三相电阻为负载,进行了无源逆变试验。试验结果验证了大电流工况下,晶闸管换流阀与多电平直流电流分配单元协同作用实现晶闸管换流阀受控关断的可行性和可靠性。

摘要：对EAST托卡马克极向场电源系统的关键设备之一——大功率直流快速晶闸管开关设计进行了详细介绍,如主电路方案设计、换流回路优化设计、保护电路设计、充电机设计等;从提高晶闸管开关运行可靠性(包括关断可靠性、开通可靠性、通态和断态可靠性等)的角度结合仿真分析了各设计要点的必要性,并提出了进一步改进的措施。调试与试验结果证明了上述设计与分析工作的正确性。

摘要：对EAST托卡马克极向场电源系统的关键设备之一——大功率双向直流快速晶闸管开关的基本工作原理,即强迫换流技术进行深入的理论分析,得出直流晶闸管开关可靠关断理论判据。并在此基础上进行了参数的优化设计。最后对换流支路分布电阻对关断特性的影响进行了分析。所有这些工作为大功率双向直流快速晶闸管开关的研制成功提供了坚实的理论保证。

摘要：含可再生能源的分布式发电系统在配电网和微电网中的渗透率正日益提高,供电可靠性得到提高。但配电网和微电网中大量敏感负荷对电压质量的要求日渐严格,要求外部电网故障时微电网工作状态能"无缝切换"。针对现有微电网与外部电网连接的可控开关方案在无缝切换过程中存在的问题,文中提出了一种适于微电网可控开关无缝切换的无源网络优化设计方案。在外部电网发生电压暂降时刻实现微电网向孤岛模式的无缝切换,确保敏感负荷的可靠运行,同时也有效实现微电网公共连接点电能质量问题的综合治理。通过数学建模和数值计算确定了无源网络的优化设计方法,建立了典型算例的PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真验证了该方法的有效性。