无弧限流式混合断路器

本文介绍一种名为混合限流式断路器（Ｈ－ＣＬＩＤ）的简化的直流／交流混合断路器。当主触头处于闭合位置时其两端的电压与机械式断路器为同一数量级,然而限流能力和电流分断能力却几乎与强迫换流的无触点晶闸管断路器相同。和可实现接通和分断功能的混合断路器相比,Ｈ－ＣＬＩＤ的设计却简化多了。在Ｈ－ＣＬＩＤ中使用了可更换触头,这样Ｈ－ＣＬＩＤ又相当于一个熔断器。开发了两个Ｈ－ＣＬＩＤ模型,一个为物理模型,其额定参     

三阶段电流转移混合型无弧直流断路器

针对高压直流电路存在开断困难的问题,提出了一种无弧直流断路器的拓扑结构。该拓扑结构采用三阶段的电流转移方案,解决了基于传统强迫关断原理的混合型断路器开断时,高速机械开关在打开瞬间有较大的反向恢复电压,需要给预充电电容另加充电电源的问题。通过等效数学模型对工作阶段的临界时刻进行数学计算以及对其推导的正确性进行仿真分析。分析结果表明,采用所提出的拓扑结构不但可以使机械开关无弧分断,而且分断速度较快。     

混合式断路器无弧分断的影响因素研究

通过对一种混合式断路器无弧分断电路结构的仿真分析,研究了故障电流上升率、反向预充电电容电压值和反向放电支路晶闸管导通时刻对过零时刻的影响趋势。仿真与试验结果表明,电流上升率越慢,反向预充电电容电压值越大,均导致过零时间段增长,更容易满足无弧分断要求;晶闸管导通延时时间过长或过短,均会导致过零时刻无法满足无弧分断的时序要求。     

一种基于两阶段电流转移的新型直流断路器

基于高速开关(fast-opening switch,FS)和并联电容电流强制转移原理的混合型直流断路器在直流系统短路电流分断中具有广泛的应用。但是,通过单阶段转移将故障电流从FS转移至并联电容器时,由于转移过程持续时间短,电容器需要在很短的时间内吸收系统电感中存储的能量,因此高速开关触头间过电压上升速率非常高,容易引起FS发生击穿而导致开断失败。针对上述问题,文中提出了一种基于两阶段电流转移的新型直流断路器,通过转移电路的晶闸管控制故障电流分两阶段给电容器充电,不仅可以实现FS无弧打开,而且可以显著降低开断过程中FS两端的过电压上升速率。此外,分断完成后电容器上的电压极性与初始状态一致,不需要重复充电。文中基于MATAB Simulink对该断路器在中压直流系统中不同短路电流上升率情况下的分断过程进行了仿真,并且与传统的单阶段转移过程进行了比较。最后,利用合成回路模拟直流短路故障,完成了故障电流开断实验研究,验证了仿真模型的可行性。     

一种新型电容缓冲式混合高压直流断路器的设计与仿真

研发能够快速开断大电流,可靠性和经济性好的高压直流断路器成为构建多端直流电网的主要技术瓶颈。文中提出了一种新型电容缓冲式混合高压直流断路器的两种不同开断模式,分析了相对高压直流断路器主流拓扑方案所做的改进;通过PSCAD仿真模型,对比了无弧开断模式和燃弧开断模式的优缺点;最后指出了该种高压直流断路器仍需研究的问题。     

真空发电机断路器并联断口电流转移分析

提出了１种采用新型并联断口的真空发电机断路器。这种断路器每相有２个并联单元，１个单元（ＶＤ）主要承载大的额定电流，另１个单元（ＶＩ）主要开断大的短路电流，在开断过程中ＶＤ首先打开，当全部的电流通过ＶＩ支路时使ＶＩ打开分断电流。该文对这种开断原理中的电流转移过程进行了试验模拟，试验中最大电流有效值为２４ＫＡ，试验结果表明在该文的试验条件下，电流每次都能成功地从ＶＤ转移到ＶＩ中。对电流转移过程进行了理     

不同介质灭弧室串联的混合断路器仿真研究

提出采用真空与SF_6灭弧室串联构成的混合式断路器应用于高压直流领域,充分利用真空介质恢复强度快和SF_6介质恢复强度高的优点,在弧后初始阶段,真空灭弧室承受主要的暂态恢复电压(TRV),后期TRV主要由SF_6灭弧室承担。搭建了混合式高压直流断路器的仿真分析模型,分析了弧后动态电压分布与动态绝缘特性配合,并研究了混合式高压直流断路器的电流转移过程。在电流转移过程中不同介质灭弧室在不同阶段承受TRV可以提高混合直流断路器的开断能力,得到了最佳配合工作方式。为混合式高压直流断路器的研究奠定了理论基础。     

并联型真空发电机断路器的电流转移过程

目前越来越多的电厂已经认识到在发电机与升压变压器之间安装发电机断路器(generator circuit breaker,GCB)的重要性。由于具有安全、价格及体积等优势,真空型的发电机断路器是中小型电厂的首选。为提高开断能力和通流能力,提出了一种区别于传统并联断路器控制机制而采用两断口分步打开开断方式的新式并联双断口真空发电机断路器,它将电流转移到后打开的灭弧室,利用相控方法进行开断。通过对3种故障电流下的电流转移过程分析,推导出3种故障情况下的电流转移过程变化公式,并对100kA周期电流下进行仿真分析,得到实现电流转移的根本原因。通过样机实验和理论计算对比,忽略电弧电阻是计算产生误差的主要原因。     

直流微网混合式直流断路器电流转移特性研究

混合式直流断路器的电流转移特性对其快速开断及控制策略有着重要意义,文中通过分析混合式直流断路器的工作原理,利用Mayr电弧模型、IGBT、RCD缓冲电路和避雷器模型等建立了混合式直流断路器仿真分析模型,分析了不同外电路参数和转移支路参数下的电流转移特性。搭建了直流微网模拟短路试验平台,进行了混合式直流断路器的开断特性试验,重点研究了电压400 V,不同故障电流(低于200 A)及不同参数下的电流转移特性。试验结果验证了仿真分析模型,为后期快速开断的直流微网混合式断路器提供了可参考的依据。     

直流断路器吹弧磁场仿真及小电流开断试验研究

为解决直流断路器开断小电流困难的问题,采用了并联激磁的磁吹装置.设计了“T”形和矩形导磁板结构的磁吹装置,进行了触头系统区域的吹弧磁场仿真分析计算和关键位置的磁场对比研究.仿真分析及样机小电流开断试验结果表明,采用“T”形导磁板结构磁吹装置的断路器具有更好的小电流开断能力.     

机电混合式有载分接开关电弧电流转移过程

为阐明电弧电流转移的过程、机理和影响因素,确定不同半导体器件转移电弧电流的差异,针对机电混合式有载分接开关测试平台进行了试验研究。在理论分析影响电弧电流转移速率关键参数的基础上,分别建立了基于快速控制原型系统的无分流机制及有分流机制电路,获取了固定开断相位下电弧电流的转移参数。通过功率器件测试电路,得到晶闸管(silicon controlled rectifier,SCR)、金属氧化物半导体场效应管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)和绝缘栅双极性晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)的特性参数,确定了电弧电流转移条件及工作机理。通过汇总3种功率器件的关键参数,总结了不同器件在电弧电流转移及开通过程方面的差异。研究结果表明:MOSFET并联支路可实现电弧电流转移参数最优,开关燃弧能量在10-3 J量级,分别约为IGBT和SCR结构相应参数的6.4%和9.3%,电弧电流转移时间<50μs,分别约为IGBT和SCR的85.3%和61.1%。该项工作可为后续...     

终端变电所的短路电流估算及断路器的选用

介绍了终端变电所短路电流估算时的假定条件。终端变电所短路电流计算时,忽略10 kV侧线缆、主断路器、低压母线等的阻抗,可根据变压器的容量和阻抗电压百分数,快捷、方便地估算出短路电流。最后,分析了终端变电所断路器的选用原则,以供电气设计人员在设计选型时提供参考。     

基于晶闸管的混合型无弧高压直流断路器

伴随着高压直流输电工程日益增长,直流断路器作为直流线路中分断装置,也逐步受到了研究人员的关注,其能够促进多端直流及直流电网实现,推动可再生能源尤其是海上风电的开发。首先简要回顾了高压直流断路器研究状况,对现有方案进行了比较分析。随后提出了一种基于晶闸管的混合型无弧高压直流断路器,通过等效数学模型对工作阶段的电气参数和临界时刻进行了计算。最后以舟山5端直流系统电压200 kV为参照,利用PSCAD/EMTDC开展了断路器仿真研究,验证了理论分析的正确性以及所提断路器的可行性,并从技术和经济角度开展了性能分析。     

断路器短路分断电流的计算和推定

在断路器最大最小额定电流下进行短路电流分断后,其余规格电流不再试验是否放心,即是否可以从最大额定电流短路试验结果来判定其它等级电流在分断后的情况。作者采用试验和计算相结合的方法,计算标准中未作试验的其它各电流等级的断路器所能承受的能力。     

真空断路器合分闸运动特性对短路电流开断的影响

分析了真空断路器合闸与分闸运动特性对短路电流开断的影响，为真空断路器的设计、调试提供理论依据，以便提高真空断路器的短路开断能力。     

电流转移型高压直流断路器

混合式高压直流断路器是目前处理直流电网故障较为认可的一种方式,但其存在造价昂贵、使用个数多等问题。为有效解决此类弊端,提出一种电流转移型高压直流断路器,并对其故障隔离控制时序进行了研究。电流转移型高压直流断路器借鉴了混合式高压直流断路器的关键部件和设计理念,将直流母线以及与其相连的混合式直流断路器进行了整合,以整体概念对断路器进行了再设计,优化了设备利用价值。在保证同等直流故障处理能力的前提下,相比混合式高压直流断路器,其投资成本大幅度降低。为验证电流转移型高压直流断路器的有效性,在PSCAD/EMTDC内建立了一个三端单极直流网络模型。仿真结果验证了电流转移型高压直流断路器在隔离直流线路故障方面的可行性和有效性。     

机械式真空直流断路器弧后电流测量研究

机械式直流断路器弧后特性是表征其开断性能的重要参数.为获得直流开断过程中真空开关弧后电流峰值与时间、电流零点附近的di/dt、du/dt等影响规律,该文首先分析基于电流转移的机械式真空直流断路器弧后电流测量原理,设计机械式真空直流断路器弧后电流测量装置参数,搭建基于强迫过零方式的机械式直流开断实验平台,测量开断电流为1...     

SF_6高压断路器开断短路电流性能的分析

介绍了SF6 高压断路器的2种主要灭弧形式 ,对不同灭弧结构断路器的短路电流开断次数作了详细分析 ,指出一味追求高的开断短路电流次数并不可取。最后对这一指标参数的合理选择提出建议。