考虑直流固态断路器通态压降的低压直流配电网最优潮流

在直流固态断路器的实际应用中发现,其通态压降将对低压直流配电网的系统潮流产生不可忽略的影响。因此,文中对考虑直流固态断路器通态压降的低压直流配电网最优潮流(OPF)问题进行研究,建立了只包含连续变量的直流固态断路器稳态模型,从而可以方便地使用现有方法对该问题进行求解。通过RT-Lab仿真实验和对不同电压等级直流配电网的潮流分析可知,对于低压直流配电网而言,直流固态断路器的通态压降不可忽略,否则将导致较大的电压、功率计算误差,严重时将影响系统运行安全。此外,基于RT-Lab仿真平台,分别在考虑和不考虑断路器通态压降的情况下,对低压直流配电网OPF指令的控制效果给予验证。仿真结果表明,在低压直流配电网OPF中,考虑直流固态断路器的通态压降是必要的,并且所得到的指令可较为可靠地控制系统状态使其维持在可行域范围内。     

配电网用全固态混合式直流断路器研发

直流配电网以其控制灵活、稳定性高、电能质量好等优点,成为了未来配电系统的发展趋势。直流断路器作为直流配电网的保护设备,对于直流配电网的稳定性、安全性有着重要意义。提出了一种在直流配电网中应用的全固态混合式直流断路器方案。该断路器由三条支路构成,其主通流支路由晶闸管串联IGBT构成,转移支路由压接式IGBT构成,能量吸收支路由避雷器构成。对该断路器方案进行了仿真验证,并开发了10kV/1kA试验样机以及相关试验平台。试验样机在10kV和7.5kV电压等级下分别成功开断2kA和5kA短路电流。样机在10kV电压额定通流下效率大于99.94%。     

低压直流配电系统的断路器保护探讨分析

介绍了低压直流配电系统的接地型式,分析了交流断路器的直流分断能力要求及小型断路器在直流系统中的应用,用串接断路器的主触点以提高其适用的直流电压值,在不同的接地型式及不同的短路故障类型下使断路器的短路分断能力发生变化,并阐述了断路器的选择要点,强调了接线极性的重要性.     

一种新型低压直流碳化硅固态断路器

随着直流微电网的发展,直流断路器作为其主要保护装置而受到高度关注。结合第三代宽禁带半导体器件的优势,提出了一种新型低压直流碳化硅(Silicon Carbide, SiC)固态断路器(Solid-State Circuit Breaker, SSCB)拓扑,该SSCB主开关采用常通型SiC JFET器件,用于切断主电路中的故障电流。辅助旁路由SiC MOSFET器件、RC缓冲电路和压敏电阻(MOV)组成,用于辅助泄放回路中的过电流来提高直流系统的安全性与稳定性。首先介绍了该SSCB的拓扑结构,其次根据低压直流系统在短路故障、冲击电流和过流故障时不同的故障特性,分析了该SSCB在不同故障条件下工作原理及保护控制方法,最后通过ORCAD/Pspice仿真模型,验证了所提SSCB设计方法的可行性。     

低压空气开关的直流应用

低压空气开关也称小型空气断路器,广泛应用于各种电气线路中,由于它能兼起隔离、过载及短路保护作用,且在保护动作后可重新投入使用,所以深受设计人员与用户的喜爱。目前空气开关多设计使用于交流(220/380V)系统中,可很方便地根据所需的额定容量及分断能力选用,而当它用于直流系统中,则要注意以下几个问题。 1.整定电流 (1) 长延时脱扣 空气开关的额定容量是指长期工作中所能通过的电流大小。超过额定容量时,空气开关中的热     

低压直流断路器的性能和应用

研制的ＧＭ型塑料外壳式低压直流断路器采用ＶＪＣ绝缘四重加速窄缝分断技术,限制电弧的扩散,提高了限流作用。它具有快速切断直流电弧、安秒特性、选择性好、可靠性高、运行维护方便等优点;适用于发电厂、变电站及工矿企业的低压直流系统;合理选择直流断路器,可以提高直流系统运行的可靠性。     

低压直流断路器的限流技术

本文作者首先回顾了在低压直流断路器中使用的几种限流技术,然后,介绍了电力电子器件与低压直流断路器的结合,最后,对进一步研究限流技术提出了展望     

低压直流断路器的设计和使用

根据直流电弧灭弧理论方法,分析了低压直流断路器的主要设计要点,包括多断口串联、触头导电系统、灭弧室、磁吹和气吹灭弧的设计.最后介绍了低压直流断路器的使用要求.     

三端口混合式直流断路器的工程应用

唐家湾三端柔性直流配电网工程成功应用了世界首套±10 kV三端口混合式直流断路器,可实现多端换流站的联络及故障快速隔离,从而保障系统安全可靠运行。文中针对唐家湾三端柔性直流配电网故障隔离需求,提出三端口混合式直流断路器的拓扑结构、工作原理和技术参数。进而进行三端口直流断路器工程样机研制,开展电流开断试验,试验结果表明,三端口混合式直流断路器工程样机可在2.7 ms内开断10 kA故障电流。最后,将三端口直流断路器工程样机安装在唐家湾三端柔性直流配电网工程,并进行三端系统在线投入、三端系统在线退出和三端系统电流开断试验共3个关键试验,试验结果表明,三端口直流断路器运行状况良好,功能和性能满足工程设计和运行要求。     

高压直流断路器在舟山柔直工程中的应用

舟山柔直工程采用的直流断路器实现了世界上首套高压直流断路器的商业化应用。鉴于此,阐述了混合型高压直流断路器在舟山柔直工程中的应用情况,包括该直流断路器的拓扑结构、工作原理、技术指标、工程配置情况和选型依据等。然后,提出了基于直流断路器的柔直系统换流站单站投退的策略。基于仿真和现场试验,对所提出控制策略的有效性进行了验证。结果证明：采用高压直流断路器或混合气体绝缘开关（HGIS）后换流站可有效实现带电投退,且投退过程中直流电流不会发生突变现象,提升了柔直工程的运行灵活性。最后,在现有技术的基础上,提出了未来直流断路器及直流电网发展需要解决的关键问题。     

直流断路器的现状及发展

本文在分析直流输电技术特点的基础上,总结了目前直流输电对于直流断路器的基本要求;介绍了用于直流领域的断路器的种类,分析了其工作原理以及性能特点;简要综述了直流断路器国内外发展现状,并分析了直流断路器存在的主要技术问题,指出混合直流断路器是直流输电领域的直流断路器研究的主要方向。     

应用于光伏发电系统的专用低压断路器

提出了一种应用于光伏并网的专用低压断路器,该装置在原有低压断路器功能基础上,增加了失压跳闸和检有压合闸等功能,并通过合理设置功能参数,能够实现最大限度支持光伏并网发电和确保光伏发电安全的目的。对专用断路器的设计原理、工作条件、试验内容及要求等作出了详细说明。实际运行结果表明,该装置达到了预期设计目的。     

直流断路器在特高压直流输电中的应用

介绍了直流断路器开断的技术难点以及高压直流工程中使用的直流断路器的工作原理、组成结构。针对特高压直流输电工程中双极换流站直流断路器的配置原则与运行方式的转换进行综述,展望了特高压直流断路器在工程中的应用。     

高压直流输电用无源型直流转换开关电弧电流特性研究

直流输变电系统用无源型高压直流转换开关是直流系统中的重要运行设备,其运行工况及工作特性极其特殊。笔者通过对高压直流转换开关工作原理及工况进行研究,并依据试验测得的断口电弧电流曲线的特征,对高压直流转换开关开断转换电流的电弧电流特性进行理论研究及分析,给出了电弧电流特性函数,指出高压直流转换开关开断的关键点是断口的弧阻小,变化率大,L1C1辅助支路频率高,才能开断较大的直流电流。     

基于级联全桥型直流断路器的直流配电网自适应重合闸方案

柔性直流配电网是配电系统的重要发展方向,可以采用电缆和架空线2种方式组网。鉴于架空线路瞬时性故障多发的特点,基于架空线的柔性直流配电网应配备有效的自适应重合闸方案,以提高供电可靠性。为实现这一目标,从断路器线路端电压与电流的相位差异特征出发,提出一种基于级联全桥型直流断路器控制的自适应重合闸方案。首先,通过断路器转移支路的主动控制产生一定频率的故障检测电压;进而,根据断路器线路端电压电流在对应频率下相位特征的差异,区分瞬时性和永久性故障,并进一步分析了过渡电阻等因素的影响;最后,利用PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了柔性直流配电网模型,验证了所提自适应重合闸方案的可行性和有效性。     

Solid-State Circuit Breaker Based on Cascaded Normally-On SiC JFETs for Medium-Voltage DC Distribution Networks

Solid-state circuit breakers (SSCBs) are critical components in the protection of medium-voltage DC distribution networks to facilitate arc-free, fast and reliable isolation of DC faults. However, limited by the capacity of a single semiconductor device, using semiconductor-based SSCBs at high voltage is challenging. This study presents the details of a 1.5 kV, 63 A medium-voltage SSCB, composed primarily of a solid-state switch based on three cascaded normally-on silicon carbide (SiC) junction field-effect transistors (JFETs) and a low-cost programmable gate drive circuit. Dynamic and static voltage sharing among the cascaded SiC JFETs of the SSCB during fault isolation is realized using the proposed gate drive circuit. The selection conditions for the key parameters of the SSCB gate driver are also analyzed. Additionally, an improved pulse-width modulation current-limiting protection solution is proposed to identify the permanent overcurrent and transient inrush current associated with capacitive load startup in a DC distribution network. Using the developed SSCB prototype and the fault test system, experimental results are obtained to validate the fault response performance of the SSCB.