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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]
全球能源互联网, 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 ...
魏争 +4 more
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全球能源互联网, 2018 针对柔性直流输电系统直流侧故障快速清除的难题，结合南澳多端柔性直流输电工程的实际生产应用需求，提出了一种新型机械式高压直流断路器拓扑方案，研制出了160 kV超快速机械式高压直流断路器产品，提出了一种采用发电机源提供电流来模拟直流故障的开断试验方法，并完成了双向大电流开断试验，开断电流大于9 kA、开断时间小于5 ms。研究并提出了160 kV机械式高压直流断路器工程应用技术方案，并完成南澳加装高压直流断路器示范工程的现场系统调试 ...
陈名 +7 more
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含直流断路器的双极接线柔性直流输电系统 MMC 交流侧单相接地故障研究 [PDF]
全球能源互联网, 2020 双极接线柔性直流输电系统采用中性母线接地，换流器交流侧对地电压含有直流偏置，换流器交流侧发生单相接地故障特性不同于对称单极接线系统。柔性直流输电系统配置直流断路器时，换流器交流侧接地故障后可利用直流断路器的直流电流分断能力快速隔离故障。针对含直流断路器的双极接线柔性直流输电系统，分析了模块化多电平换流器（modular multilevel converter, MMC）交流侧单相接地故障机理，阐述了MMC保护闭锁前后故障相和非故障相上、下桥臂的故障电流通路，推导了故障状态下桥臂的电压、电流解析方程 ...
姜田贵 +4 more
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基于高压直流断路器的多端直流输电系统可靠性差异化控制策略 [PDF]
全球能源互联网, 2018 直流断路器是多端直流输电系统可靠性控制的关键设备，实际工程中不同区域、不同设备的故障各有特点，对直流系统的影响也不尽相同。基于一种具有限流功能的混合式直流断路器，首先描述了该直流断路器的分断和限流控制原理，而后针对实际工程中不同情形下的瞬时性故障和永久性故障，提出一种差异化可靠性控制策略，能够有效避免系统因瞬时故障而造成不必要的停运，在永久故障下也可以为其他设备动作以及控制策略的进行争取时间，增强系统运行的可靠性和稳定性。最后通过PSCAD/EMTDC仿真分析 ...
王晓晨, 金艳鸣, 吴学光
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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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基于限流器和断路器配合的柔性直流输电故障保护策略 [PDF]
全球能源互联网, 2018 由于柔性直流电网具有低阻尼的特点，直流侧发生短路后故障电流上升速度极快。若不能限制电流上升速率、及时切除故障，会造成设备损坏，同时将会造成换流站闭锁，影响供电可靠性。本文通过分析直流系统故障清除条件，提出了基于电阻型超导限流器和混合式直流断路器配合的故障处理策略。参考实际工程参数，在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了双端伪双极VSC-HVDC系统，验证了所提保护策略能够在发生极间短路故障时快速隔离故障线路，并实现换流站的故障穿越，对故障清除后系统恢复具有积极意义。
周光阳, 韩民晓, 黄闻而达
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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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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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