基于功率晶体管电路的固体断路器

基于现代大功率半导体固体断路器与机械断路器相比,在开断速度和产品寿命方面来说具有突出的优点。例如,在短路故障发生时,固体断路器可使电力系统的电压质量得到良好的改善。因为在使用固体断路器的情况下,当发生短路故障时,电路中的电流被有效减少,而且当系统发生三相短故障时,系统电压发生畸变的时间间隔可以有效的限制在100μs内。与此相比,目前断路器技术只能在100ms内消除故障。但目前所有固体断路器有一个主要缺点:材料成本高、通态能量损失大。由于这些缺点的存在使得固体断路器还不能取得广泛的应用。因此,固体断路器的新发展方向是:减少成本和降低通态损耗。本文提出了一种基于功率晶体管电路的概念性解决途径。由于这种方法所采用的可控硅整流器与可关断晶体管相比具有更经济的优点。因此,本文所提出的电路结构在电力系统中可取得更为广泛的应用。本文对这种电路特点进行了基本描述,提供了其工作的基本原理。给出了几种不同结构的电路模型。     

交流断路器动作特性在线监测分析装置在供电系统中的应用

分析了供电系统中交流断路器的类型、组成结构及动作特性,提出了交流断路器动作特性在线监测分析装置。该装置通过测量交流断路器的零序电流、三相电路的电流和三相电路的电压,同时接收分闸指令、合闸指令、分闸位置反馈信号和合闸位置反馈信号,完成对交流断路器的监测,实现断路器故障判断。     

一种用于固态断路器的新型检测电路

故障检测电路是固态断路器中的重要组成部分,其检测速度的快慢,直接影响到断路器能否及时动作.本文通过采用以一种二阶带通滤波电路为基础的检测电路,实现了对电流的di/dt检测.仿真和实验结果表明,该电路能在不同故障状态下在2ms以内及时检测出短路电流.     

一种断路器对地及断口绝缘故障快速监测方法

提出了一种断路器对地及断口绝缘故障快速监测方法,并通过该方法设计了一套监测系统.该监测系统由对地绝缘故障瞬时判别电路和断口绝缘故障延时判别电路组成,当断路器发生对地绝缘故障/断口绝缘故障时该系统能瞬时/快速响应,且该系统在断路器正常运行时不存在误判的可能.提出的监测系统可与断路器失灵保护跳闸回路配合使用,在发生断路器对地或断口绝缘故障时立即作用于相邻断路器跳闸,避免失灵保护长延时切除该故障对电网、设备和人身安全带来的危害.     

一种应用于柔性直流配电系统的具有自动与可控关断功能的直流断路器EI北大核心CSCD

半导体器件是直流断路器的核心部分。相对于传统的全控型器件(IGBT与MOSFET等),晶闸管由于其低成本、大容量逐渐成为了一种具有前景的直流断路器半导体器件。然而,故障保护的快速性与可靠性对直流断路器的拓扑提出了很高的要求。因此,该文提出一种具有自动关断(快速)与可控关断(可靠)两种功能的直流断路器。自动关断功能不需要故障检测,通过电路对故障的响应,晶闸管可以被立即关断。可控关断功能可以在断路器内部形成反向电流进而可靠地将晶闸管关断,并且不受到外部电路参数影响。自动关断功能与可控关断功能使用了两个独立的电容,所以这两个功能不会相互影响。最后,通过仿真与2kW的实验验证了所提断路器的功能。     

一种自能式SF_6断路器开断能力的试验研究

<正> 自能(自膨胀)式气体断路器可在较小的驱动力下开断故障电路,有不少的优点。本文介绍了在断路器端子短路(BTF)和近区故障(SLF)两种情况下,结构参数和开断能力的关系,并给出了试验和分析结果。     

防跳电路和断路器的防跳措施

根据断路器及其操作机构和内部电气控制电路的类型,介绍了几种防跳措施及防跳电路的设计。在断路器切除线路和设备故障的执行环节中,防止断路器产生"跳跃"现象对保障线路和设备的安全、稳定运行有着重要意义。目前国内流行的断路器的操作机构、内部电气电路等不尽相同,采取何种防跳措施,如何设计防跳电路,是工程技术人员关心的问题,并对10 kV系统中控制电路防跳和断路器的防跳措施进行了介绍。     

基于广义H桥电路的混合式直流断路器

基于多端直流电网快速发展的现状，针对直流故障清除问题，提出了一种基于广义H桥电路的高压混合式直流断路器。利用H桥结构电流双向流动的特点，将转移开关和主断部分以二极管H桥的形式实现复用，并且取消了常见的反并联二极管，在保证直流故障处理能力不变的前提下，所需IGBT（绝缘栅双极型晶体管）数量大幅减少。为了验证基于广义H桥电路的混合式直流断路器及其故障隔离方法的有效性，在PSCAD/EMTDC平台搭建了四端直流电网测试系统，仿真验证了其可行性。同时将本方案和其他方案进行了拓扑、器件成本方面的对比，结果表明本方案具有良好的经济性。     

低压断路器的选择与短路电流的校验

低压断路器大量地应用在低压配电系统中。在选择低压断路器时,即要考虑到其经济性,避免选型过大带来的浪费,又要考虑到在故障条件下可靠分断,以保证供电系统运行的安全性。我们知道,低压断路器在配电系统中的作用主要是保护电路的过载与短路,其中短路故障时的可靠通...     

电弧故障断路器及故障电弧的辨别

电弧故障断路器(Arc-Fault Circuit Interrupter,AFCI)是一种最新的电路保护装置,根据美国标准UL1699将电弧故障断路器定义为"一种能根据电弧特性在电路中检测到故障电弧发生时断电的装置[1]",其主要作用是防止由故障电弧引起的火灾.住宅或商业电气线路和设备,如电气布线、插座、家用电器内部的电线或电器的电源线等,由于长时间的过负荷运行或者存在不良的电气连接等情况,使电线的绝缘层出现老化、绝缘效果降低或者绝缘层发生破损都可能发生故障电弧,电弧火花将可能引燃线路造成火灾的发生.     

基于PMOS的自取电直流固态断路器

相比传统机械式断路器，固态断路器(solid-state circuit breaker,SSCB)以其分断速度快、不产生电弧等优点，在直流电网中得以广泛关注。然而，固态断路器基于半导体开关器件，除功率电路外还需要额外的控制和驱动电路，这部分电路工作需要外接供电电源，提高了系统复杂程度，特别是在电网自身故障时，供电电源也可能不稳定，降低了固态断路器的可靠性。为此，提出了一种基于PMOS的自取电直流固态断路器，并分别通过仿真与实物样机证明了本固态断路器的可行性与有效性。实验结果表明，所提固态断路器在正常导通时，PMOS处于完全开通状态，不影响线路正常工作时的电压；在直流系统发生短路故障时，利用短路电流耦合能量在无需额外供电电源的前提下使得PMOS可靠关断，提升了系统的稳定性与可靠性，可以应用于直流微电网或者电池储能等场合，具有较好的应用前景。     

行程开关动作时触点问电弧引起的跳闸故障

1故障现象我公司新建两座10kV变电站,共采用40台10kV真空断路器手车式开关,断路器分合闸控制电路与弹簧储能电机电路均采用直流电源。如图1所示,在进行现场调试时,断路器合闸且储能电机储能完毕后,发生了控制电源断路器QFl和合闸电源断路器QF2同时跳闸的故障。     

断路器合闸输电线路单相接地短路故障线路两侧短路电流计算与分析

输电线路发生单相接地故障,当短路故障不能及时消除时,线路两侧的断路器在重合闸操作过程中可能存在合闸短路故障的工况。运行经验表明,线路两侧断路器在合闸短路故障时,流过断路器的短路电流存在延迟过零的现象,从而导致断路器开断失败。文中通过建立单相等值电路模型,理论分析了在不同的合闸短路工况下故障线路两侧断路器流过的短路电流表达式,结论表明,由于后合闸断路器对电路拓扑的改变,使得先合闸断路器中流过的短路电流可能会出现延迟过零。又进一步分析与讨论了合闸初始相角α、间隔时间Δt、幅值比K对短路电流的影响规律。最后,通过在PSCAD/EMTDC软件中搭建仿真模型,以实际电网中电厂送出联络线上故障线路两侧断路器合闸短路故障为例,计算与讨论了故障线路两侧断路器流过的短路电流波形及其延迟过零现象。     

一种高压限流混合式直流断路器拓扑及参数优化研究北大核心CSCD

随着我国高压直流输电技术的不断发展,短路故障电流值也随之增加。针对直流电网中短路大电流开断这一难题,文中基于直流短路故障时断路器的工作原理研究,对短路电流采用先限流、再关断的方案,提出了一种利用限流电路进行两次限流的混合式断路器拓扑。同时,研究了限流电路参数的选取对断路器工作性能的影响,并对相关参数进行了优化。在仿真研究和理论分析的基础上,与没有第二次限流的断路器进行了比较。结果表明,该断路器可通过两次限流成功将电流限制住并在故障发生的5 ms内关断,同时该断路器拓扑优化后的开断能力和能量吸收能力有了较好的提升,对于保证直流系统的安全性和稳定性有良好的理论和应有价值。     

250—SFM—40B型SF6断路器的特性简介

山西省从三菱电机引进的9台SFM型SF_6气体断路器已经安装调试、投入运行。 SFM型SF_6气体断路器为单断口断路器,结构简单,该断路器靠空气压力分闸,靠弹簧储能合闸,操作简单可靠,具有以下特性: 1.遮断性能强。SF_6气体断路器能开断短路故障、失步故障、断路器两侧的两相同时接地故障和近点故障等。     

热膨胀式SF6断路器

０前言热膨胀式SF６断路器属于自能式断路器。自能式断路器还包括旋弧式断路器。自能式断路器的出现，体现了高压断路器的巨大进步，而原来是压气式断路器配用液压机构。根据国内外调查，液压机构是造成断路器故障的主要原因。如国际大电网会议对高压断路器的第二次调查，高压断路器故障的四分之三涉及操动机构。又如我国公布过类似的调查结果，２０００年调查的２２０kV断路器非计划停运按部位分类中，液压机构的非计划停运次数达６１３次，远远高出其它部位。德国也作过断路器故障的分析，结果表明，在断路器的三大组件中，高部组件的故…     

基于SiC JFETs并联二极管桥式双向直流断路器

这里提出了一种基于碳化硅(SiC)结型场效应管(JFETs)并联的二极管桥式双向直流固态断路器。首先介绍了断路器的基本拓扑结构,分析了断路器动静态过程中并联均流影响因素,进而提出了具体的并联均流措施;并且分析了二极管桥在关断过程中对故障电流流通路径的影响,针对故障电流缓冲电路加装在二极管桥内外的不同情况进行仿真分析,从而获得缓冲电路的最佳安装位置。最终设计了断路器样机并进行实验验证,实验结果表明,所提断路器具有较好的并联均流效果,而且拥有良好的故障电流缓冲效果。     

ZN3——10Ⅰ（Ⅲ）型真空断路器故障二则

在1992年大修时，我厂5变电站用新型手车式ZN3—101（M）型真空断路器更换了24台老式油断路器。截至1993年5月，发生了两起故障，尽管没有造成严重损失，但说明该型断路器存在着两个严重的缺陷，必须改造。1．相继有开合变压器和电缆进线的三组断路器的氧化锌避雷器在运行中，先发出声响，由小到大，后突然爆炸，附近的高压瓷瓶被炸碎，未伤人。每一组有三只氧化锌避雷器，接线如图1所示。其作用主要是防止真空断路器开断时操作过电压和击穿过电压。对事故现场检查，认为爆炸原因：（1）故障状态的避雷器（图1中R广绝缘电阻偏低；（2）制…     

低压配电系统中的选择性保护

在低压配电系统中,由于网络中某处电路故障而影响整个或1片网络的供电是不允许的,因此在选用上、下级断路器时要充分考虑它们之间的匹配,大多采用串级断路器之间的选择性保护,以保持网络非故障部分的供电连续性。所谓选择性保护,是指通过上、下级断路器之间的协作配合,当1个故障出现在网络的任1点     

DW15C—1600,2500抽屉式万能断路器

该断路器是在国产ＤＷ１５断路器的基础上开发的具有抽屉式结构的派生产品。其设计充分吸收了近几年国内外抽屉式断路器结构设计上的优点，它由断路器本体和抽屉座组成，主电路隔离触头采用接插桥结构，接触可靠性高，互换性好，抽屉座进机构采用导向杆定位和加入滚子等措施，以减少摇动时的操作力。该产品的开发成功，将进一步拓展ＤＷ１５系列断路器的应用领域，满足市场需求。