高壓直流斷路器開斷短路電流的方式有哪些?

時間 2021-05-09 12:13:23

1樓:不愛學習愛自由

前面清華電氣大混混的回答分類挺詳細的,可以參考,不過那個圖中的模型現在的研究和設計方案好像已經淘汰了。

題主說的兩種,強制負壓是疊加負壓使其電壓為0,強迫過零通常指的是通過疊加LC振盪電流使電流出現人工過零點。

本質上思路其實都是人工過零,因為交流是有過零點的,直流沒有。

2樓:電氣小混混

繼續深扒高壓直流斷路器的那些事~

高壓直流斷路器可以分為機械式高壓直流斷路器(mechanical

HVDC circuit breaker)、固態高壓直流斷路器(solid-state

HVDC circuit breaker)與混合式高壓直流斷路器(hybrid

HVDC circuit breaker)。其開斷短路電流的方法各有不同。

1. 機械式高壓直流斷路器

機械式高壓直流斷路器利用快速機械開關來開斷短路電流。

優點:執行穩定、開斷故障電流能力強、通態損耗小等。

缺點:由於自身結構的制約,斷開時產生的電弧易損壞觸頭,故障電流切除時間較長,難以滿足直流系統快速分斷故障電流的要求。

2. 固態高壓直流斷路器

固態高壓直流斷路器的基本框圖如下圖所示,包含乙個主開關、乙個輔助開關和一組無源元件。主開關承載正常操作期間的電流;當故障發生時,輔助開關和無源元件斷開電路並耗散故障能量。

優點:開斷時間短;體積較小且無電弧產生。

缺點:容易過壓過流、通態損耗高等。

固態高壓直流斷路器開斷短路電流的方式可以分為兩種:(1) 電壓換向;(2) 電流換向

2.1 電流換向

在電流換向方式中,將乙個附加電路與電力電子開關電路併聯以承載正常電流。在正常情況下,沒有電流流過該併聯路徑。在故障狀態下,該併聯電路向主開關所在的主路徑注入電流,以這樣的方式限制流通在主路徑中的故障電流,且隨後將主開關關斷。

2.2 電壓換向

在電壓換向方式中,施加一反向電壓以關斷主開關(主開關在正常情況下導通,並提供正常電流的路徑),並限制故障電流在主迴路中流通。

3. 混合式高壓直流斷路器

混合式直流斷路器的基本框圖如下圖所示,其機械開關和固態開關併聯。在正常情況下,機械開關承載主迴路電流,固態開關支路沒有電流流過。混合式直流斷路器的接通和斷開過程由功率半導體器件完成。

當機械開關開啟以提供電流隔離時,在下乙個電流過零點關斷功率半導體器件,電路能量被能量吸收裝置吸收以抑制故障。

優點:通態損耗小、開斷時間短、無需專用冷卻裝置等。

混合式高壓直流斷路器開斷短路電流的方式可以分為三種:(1)

電流注入;(2) 阻抗注入;(3) 電壓注入。

3.1 阻抗注入

在正常情況下,主開關保持導通,以使電流從電源到負載流通。當檢測到故障後,提供一跳閘指令訊號給機械開關,機械開關的觸點開始分離以分斷故障電流。由於機械開關的觸點分離,對於故障電流產生乙個高阻抗路徑。

一般故障電流較大,在機械開關的觸點之間會拉弧。當檢測到觸點之間的電弧電壓後,待其達到預定的閾值限制時,給半導體開關裝置傳送導通指令。當半導體開關器件導通,故障電流被換向到該半導體開關器件所產生的低阻抗路徑。

當機械開關觸點之間的距離達到其完全分斷所需,在故障電流的下乙個過零點將半導體開關器件關斷。對於直流線路,需要額外的無源元件以強制製造電流過零點。然後,殘留在電路中的能量通過能量吸收裝置吸收,如變阻器,故障被最終清除。

3.2 電流注入

當發生故障時,根據當前電流的方向,半導體開關器件中的T1或T2導通。電容器Cc1和Cc2被預充電到乙個足夠的電壓,一旦T1或T2導通,乙個電流脈衝注入到主電流路徑中。這迫使故障電流迅速降至零,其時間取決於依故障電流的大小和反向注入電流的大小。

當電流為零時,機械開關的觸點斷開,故障被清除。電路中的剩餘能量,將由併聯連線的能量吸收裝置吸收,如變阻器。

3.3 電壓注入

發生故障時,開啟機械開關觸點。同時,根據當前電流的方向,半導體開關器件中的T1或T2導通。這將導致電流由主迴路向由T1(或T2)和CC構建的併聯支路換向。

CC兩端的電壓開始緩慢增加。因此,機械開關觸點間產生的電弧可以被熄滅。由於避免了氣隙擊穿的風險,該電路可以安全地斷開。

該非線性電阻被設計為阻斷電壓大於電網電壓,因此,它會吸收儲存在電路中的剩餘能量。這樣。

3樓:

當然有了你說的只是其中一種

目前ABB 西門子 alstom都有自己的專利了abb是用的igbt固態開關

西門子用的是混合型

alstom用的最節省

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