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500kV直流断路器快速机械开关典型故障特性及可靠性提升方法研究 [PDF]
, 2023 直流断路器是构建柔性直流电网不可或缺的关键设备。快速机械开关是直流断路器中承载电流、实现快速分合闸、耐受分闸恢复电压的核心组件，其结构复杂、动作速度快、电气应力严酷、可靠性要求高，因而设计研制难度大，任一环节出现问题均会影响直流断路器乃至柔直电网的安全可靠运行。然而，目前快速机械开关由于存在设计选型不合理、工艺管控不严格、试验考核不完善等问题，导致在实际工程应用中故障率较高。针对已应用于张北柔性直流电网试验示范工程的500 kV直流断路器，分析了直流断路器研制、调试 ...
张涛 +4 more
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基于模块化多电平换流器的高压直流系统直流侧故障限流技术研究 [PDF]
全球能源互联网, 2022 基于模块化多电平换流器的高压直流输电技术迅速发展，直流侧短路故障电流的限制与开断困难等问题已然成为研究热点。故障限流技术能够快速限制短路电流的峰值与上升率，为直流断路器的快速隔离提供有利条件。在现有混合式直流断路器基础上，提出2种快速限流的技术方案：新型直流故障限制器与直流断路器配合方案、结合限流电路的混合直流断路器方案。通过限流电感实现故障初期对故障电流上升率的抑制、限流电阻和电容在故障过程中快速投入以及电感限流回路与电容放电回路引入，使得故障电流峰值降低，直流断路器中避雷器的耗能压力继而减小 ...
郝晓弘 +4 more
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500 kV耦合负压换流型混合式直流断路器原理与研制 [PDF]
全球能源互联网, 2018 多端柔性直流系统在分布式能源和直流负荷接入、网络柔性互联、电能质量等方面具有显著优势，成为未来电网的重要发展趋势。为了保证多端柔性直流系统安全稳定可靠运行，需要能够在数毫秒内开断故障电流的直流断路器。本文面向张北±500 kV柔性直流电网示范工程的应用需求，开展了500 kV直流断路器原理研究与样机研制。首先，提出500 kV耦合负压换流型混合式直流断路器系统方案，给出其拓扑结构、工作原理和控制逻辑；进而，设计基于电磁斥力操动机构和电磁缓冲机构的快速机械开关 ...
张翔宇 +7 more
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全球能源互联网, 2018 混合式高压直流断路器分断速度快且通态损耗低，能够保证不闭锁换流站的情况下实现线路故障的快速隔离，减小故障范围，是直流电网保护的关键设备之一。首先研究了含混合式直流断路器的柔直系统直流故障限流机理，分析影响直流故障电流峰值以及故障电流持续时间的关键因素，并在现有混合式高压直流断路器基础上，提出一种快速限流的优化技术方案，在转移支路加入故障限流子模块（fault current limiter submodule, FCL_SM），FCL_SM由二极管桥、限流电阻以及限压电路组成 ...
夏克鹏 +5 more
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全球能源互联网, 2018 随着高压直流输电和直流电网技术的发展，研究可靠性高、经济性好的直流断路器变得越来越迫切。然而在目前关于直流断路器拓扑的研究中，采用的大都是IGBT理想开关模型，忽略了开关过程中IGBT的瞬态电气特性，从而无法得到足够精确的结果。首先介绍了基于二极管桥式子模块级联的混合式直流断路器的分断过程，然后对其分断期间的瞬态电气特性进行了理论分析，之后对比IGBT的两种模型并建立了精确的IGBT复合模型，最后在Simulink上搭建直流断路器故障分断仿真平台 ...
李博伟, 郝全睿, 尹晓东
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全球能源互联网, 2018 近年来高压直流（high-vo ltage direct current,HVDC）输电技术，尤其是基于电压源换流器(voltage source converters, VSC)的直流输电技术在电力传输中的应用得到飞速发展，由此推动发展的直流电网概念，呈现出与传统交流输电系统相辅相成的趋势。建立可靠的直流电网，必然需要能将直流故障隔离的设备，例如混合式高压直流断路器（hybrid HVDC Breaker, HHB）。HHB可以隔离系统中的短时或永久故障。此外，基于模块化设计的HHB及其智能控制系统 ...
王国英 +3 more
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Gaoya dianqi, 2023 混合式高压直流断路器开断短路电流过程复杂，导致开断过程中设备所承受的应力同样较为复杂。为明确其在开断过程中所承受的分断应力，有效指导混合式直流断路器的设计和试验，有必要对断路器整机应力特性进行研究。依据断路器动作时序将其开断过程细分为3个阶段，提出计及交流侧影响的整机分断应力计算方法。通过PSCAD仿真系统构建了混合式高压直流断路器及柔直电网模型，对电流应力、电压应力和耗散能量等进行了仿真分析，结果表明，所提计算方法可较为准确的获得各支路分断应力。研究结果可为混合式直流断路器及直流电网参数设计提供参考。
辛业春 +4 more
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Gaoya dianqi, 2021 快速机械开关作为500 kV混合式高压直流断路器的核心部件之一,要求在2 ms内分闸,并耐受高达800 kV暂态分断电压,其2 ms内分闸耐压的速动性是混合式高压直流断路器对快速机械开关提出的核心技术要求,也考验了快速机械开关自身缓冲装置的可靠制动能力。考虑快速机械开关需满足高压直流断路器快速重合闸功能设计,传统的液压油缓冲、聚酯氨缓冲和气体缓冲均无法满足快速重合闸工况下的二次缓冲问题,文中分析了500 kV混合式高压直流断路器快速机械开关的快速分合闸、重合闸等运行工况 ...
张宁 +6 more
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Gaoya dianqi, 2023 直流断路器是交直流混合配电网组网的关键，然而在考虑技术经济性时，当前直流配电断路器仍沿用高压直流输电等级断路器拓扑方案的思路不再适用，亟需开发经济型直流开断技术，实现中压直流配电断路器成本和性能的平衡。文中针对交直流混合配电网直流侧故障电流经济高效开断这一关键问题，基于直流熔断器和强迫过零开断技术，提出一种基于熔断器的组合式直流开断方案，该方案采用直流熔断器与转移开关并联后再与直流负荷开关串联的形式，利用低成本的直流限流熔断器开断大电流，减轻直流负荷开关的开断要求，进而降低整机成本 ...
王昊晴 +4 more
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基于经验傅里叶分解的混合式高压直流断路器耗能支路故障检测方法研究 [PDF]
全球能源互联网为实现更强的能量耗散能力，混合式高压直流断路器的耗能支路需串并联大量金属氧化物压敏电阻（metal oxide varistor，MOV），耗能支路的可靠性将直接影响混合式高压直流断路器的可靠性。但是，现有的耗能支路故障检测方法并不能适应整个能量耗散阶段。为此，提出一种基于经验傅里叶分解的混合式高压直流断路器耗能支路故障检测方法，具体为：首先是信号预处理，对耗能支路每个子模块的分支电流进行归一化和一阶差分计算来获取分析电流；然后是故障特征提取，利用经验傅里叶分解（empirical Fourier ...
彭兆伟 +5 more
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