一种具备自适应重合闸能力的混合式直流断路器

当柔性直流电网中的直流线路发生短路故障时，混合式直流断路器可以快速切断故障电流，从而实现故障隔离。然而，传统的混合式直流断路器的主断支路需要串联大量的绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)，使得经济成本较高，并且现有的混合式直流断路器多不具备故障性质判别能力。为了解决混合式直流断路器的成本高以及盲目重合闸问题，该文设计了一种具备自适应重合闸能力的混合式直流断路器。该断路器通过预充电电容电压与避雷器动作电压配合，降低了避雷器的动作电压，从而减少了避雷器两端并联的IGBT数量。此外，该断路器利用永久性故障和瞬时性故障情况下充放电支路中电流幅值的差异，实现了自适应重合闸。该文首先介绍了所提混合式直流断路器的拓扑结构及工作原理，然后对故障发展过程进行分析计算并给出了断路器元件参数和数量设计的方法，最后在PSCAD/EMTDC中搭建了四端柔性直流输电系统进行仿真验证，并与现有相关方案进行了性能与经济性对比，表明了该文方案具有较好的综合性能。