隨著能源革命深入推進,基于電壓源換流器的柔性直流輸電（VSC-HVDC）技術(shù)一直是近些年國內(nèi)外的研究熱點,國內(nèi)也在穩(wěn)步推進多端口、大容量、高電壓等級的柔性直流輸電示范工程建設(shè),這使得其保護策略的研究得到了更多的關(guān)注。高壓直流斷路器可以靈活可靠地切除特定的故障線路,是柔性直流輸電系統(tǒng)直流側(cè)故障保護的最佳方案,在未來的工程實踐中具備廣闊的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景。高壓直流斷路器的兩條主要技術(shù)路線是基于人工過零的機械式方案與基于電力電子器件的混合式方案,當前的研究熱點是圍繞這兩條路線提出性能更好、成本更低的拓撲方案,但除此之外仍存在較多的研究方向有待探討。直流斷路器分斷過程包括毫秒級分斷全過程和微秒級換流過程,現(xiàn)有研究較少深入斷路器的分斷細節(jié),關(guān)于這兩種時間維度下瞬態(tài)電氣特性的研究尚不充分。針對此問題,本文首先研究了混合式高壓直流斷路器分斷過程的毫秒級瞬態(tài)電氣特性,以模塊化混合式直流斷路器為研究對象,介紹了其應(yīng)用優(yōu)勢、拓撲結(jié)構(gòu)和工作原理,并建立等效研究平臺對其故障分斷過程展開理論分析,最終得到了由分階段數(shù)學(xué)理論表達式組成的毫秒級瞬態(tài)電氣特性的數(shù)學(xué)模型。在其基礎(chǔ)上,本文深入微秒級換流過程中,先后研究... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１髙壓直流斷路器的兩條主要技術(shù)路線??基于人工過零的機械式方案又被稱為零電流型方案，其主要特點是由ＬＣ??“

第１章緒論??丨雜ｔ路?ｆ氧化鋅避雷器１??丨Ｕ路?ｆ快速機械開關(guān)￣?Ｉ?￣￣??ｎ＾?Ｉ??????—??〇－主通辦［真空開關(guān)１?＿＿ｆ電力電子開關(guān)｝＿?１?—〇??換流支路??＇ｌ?耗能支路?????ＬＣ振蕩電路???氧化鋅避雷器????＾?Ｖ?／??（ａ）基于人工過零的機械式方案?（ｂ＞基于電力電子器件的混合式方案??圖１－１髙壓直流斷路器的兩條主要技術(shù)路線??基于人工過零的機械式方案又被稱為零電流型方案，其主要特點是由ＬＣ??振蕩電路產(chǎn)生反向電流，在主通流支路上形成電流過零點，使真空開關(guān)在“零電??流”條件下關(guān)斷。??２０１３年底建成投運的南澳±１６０ｋＶ三端柔性直流工程是世界首個多端柔性??直流輸電工程，其在后來加裝直流斷路器時選擇了零電流型方案。文獻［４１］對機??械式直流斷路器的拓撲進行了詳細分析，并通過仿真手段研究了加裝方案的關(guān)鍵??技術(shù)參數(shù)。文獻［４２］提出了一種基于耦合電抗器的機械式直流斷路器結(jié)構(gòu)方案，??并基于南澳系統(tǒng)進行仿真，說明了這種方案可有效降低電容絕緣壓力，提高經(jīng)濟??性。文獻［４３］將這種拓撲在南澳三端柔性直流工程中進行試驗，驗證了拓撲結(jié)構(gòu)??的可靠性。??基于電力電子器件的混合式方案又被稱為零電壓型方案其主要特點是??依靠不同的換流方式，將故障電流換流至轉(zhuǎn)移支路，轉(zhuǎn)移支路的低壓降使得機械??開關(guān)在一種近似“零電壓”條件下關(guān)斷。文獻［４４］將換流方式總結(jié)為四類：自然??換流，阻抗型強制換流，電源Ｉ型強制換流，電源ＩＩ型強制換流，如圖１－２所示。??１?｜?，二?Ｖｙ—?｜?｜Ｔ＂??１Ｌａ＿??（ａ）自然換流?（ｂ）?１

第２章混合式高壓直流斷路器分斷過程的毫秒級瞬態(tài)電氣特性分析??＾?ＩａｓｍＩ???ＦＭＳ????②????????〇?——?ＳＭ?——ＳＭ?ＳＭ?〇??ＭＯＶ??＾?ｒＳ???＿７??圖２－１?ＭＨ－ＤＣＣＢ的拓撲結(jié)構(gòu)示意圖???表２－１?ＭＨ－ＤＣＣＢ支路部件說明表???序號支路名稱簡寫?英文含義?中文名稱??ＦＭＳ?Ｆａｓｔ?Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?Ｓｗｉｔｃｈ?快速機械開關(guān)??①?主支路??ＡＳＭ?Ａｕｘｉｌｉａｒｙ?Ｓｕｂ?Ｍｏｄｕｌａｒ?輔助子模塊??②?轉(zhuǎn)移支路?ＳＭ?Ｓｕｂ?Ｍｏｄｕｌａｒ?子模塊??③?泄能支路?ＭＯＶ?Ｍｅｔａｌ?Ｏｘｉｄｅ?Ｖａｒｉｓｔｏｒ?金屬氧化物壓敏電阻??由圖可知，ＭＨ－ＤＣＣＢ由主支路、轉(zhuǎn)移支路和耗能支路等三條支路并聯(lián)組成。??其中，主支路由快速機械開關(guān)（ＦＭＳ）和輔助換流子模塊（ＡＳＭ）串聯(lián)構(gòu)成，為正常??運行時的通流支路；轉(zhuǎn)移支路由大量子模塊（ＳＭ）級聯(lián)構(gòu)成，是ＭＨ－ＤＣＣＢ實現(xiàn)??電流關(guān)斷能力的核心部分；耗能支路由避雷器（ＭＯＶ）構(gòu)成，用于吸收直流系統(tǒng)中??感性元件儲存的能量和抑制分斷過電壓。??為了適應(yīng)雙向電流開斷并更加容易地實現(xiàn)ＩＧＢＴ均壓均流，ＭＨ－ＤＣＣＢ引入??了“子模塊”的概念，由于其為橋式結(jié)構(gòu)，因此又被稱為“橋式子模塊”，另外??還可稱為“橋式半導(dǎo)體”、“半導(dǎo)體組件”，其表示的應(yīng)是同一事物。主支路的ＡＳＭ??和轉(zhuǎn)移支路的ＳＭ同為子模塊，僅是在不同應(yīng)用場景下實現(xiàn)了不同功能，前者是??強迫電流從主支路換流到轉(zhuǎn)移支路，后者是實現(xiàn)電流的關(guān)斷（或者說從轉(zhuǎn)移支路??換流到泄能支路）．ＡＳＭ僅需

【參考文獻】：
期刊論文
[1]模塊化混合式高壓直流斷路器研究與應(yīng)用[J]. 魏曉光,周萬迪,張升,湯廣福,賀之淵,高沖.  中國電機工程學(xué)報. 2020(06)
[2]500 kV耦合負壓換流型混合式直流斷路器原理與研制[J]. 張翔宇,余占清,黃瑜瓏,陳政宇,屈魯,曾嶸,楊悅民,肖風良.  全球能源互聯(lián)網(wǎng). 2018(04)
[3]機械式高壓直流斷路器工程應(yīng)用研究[J]. 陳名,黎小林,許樹楷,張祖安,李巖,饒宏,何俊佳,李艷林.  全球能源互聯(lián)網(wǎng). 2018(04)
[4]阻容式直流斷路器及其在柔直系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 王渝紅,王媛,曾琦,劉程卓.  高電壓技術(shù). 2019(01)
[5]基于耦合負壓回路的混合式直流斷路器研究[J]. 程鐵漢,賈娜,鐘建英,高樹同,馮健,盧敬偉.  南方電網(wǎng)技術(shù). 2018(02)
[6]IGBT串聯(lián)閥混合式高壓直流斷路器分斷應(yīng)力分析[J]. 丁驍,湯廣福,韓民曉,高沖,王高勇.  中國電機工程學(xué)報. 2018(06)
[7]耦合型機械式高壓直流斷路器設(shè)計及仿真[J]. 陳名,徐惠,張祖安,黎小林,饒宏,袁召.  高電壓技術(shù). 2018(02)
[8]高壓直流斷路器在舟山柔直工程中的應(yīng)用[J]. 裘鵬,黃曉明,王一,陸翌,陳騫,許烽.  高電壓技術(shù). 2018(02)
[9]新型直流斷路器拓撲及在多端柔直工程中的仿真研究[J]. 衛(wèi)思明,張森,黃永章.  智慧電力. 2017(11)
[10]基于新型全橋變換器的高壓直流斷路器研究[J]. 唐良義.  電力電子技術(shù). 2017(10)

博士論文
[1]混合式高壓直流斷路器運行試驗方法研究[D]. 丁驍.華北電力大學(xué)(北京) 2018
[2]微網(wǎng)混合式直流斷路器電流轉(zhuǎn)移理論及應(yīng)用研究[D]. 黃金強.大連理工大學(xué) 2018

碩士論文
[1]直流斷路器短路開斷仿真與實驗研究[D]. 孫攀磊.大連理工大學(xué) 2016



本文編號：3576648