近年來,隨著直流電網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,大規(guī)模可再生能源接入電網(wǎng)已成為可能,但是隨著高電壓、大電流電能傳輸要求,如何有效快速的隔離直流側(cè)短路故障成為制約其大力發(fā)展的一個難點。直流斷路器因具備可選擇性的快速可靠隔離故障點,減少不必要的故障擴(kuò)散及對直流系統(tǒng)的影響成為研究熱點。目前國內(nèi)外關(guān)于高壓直流斷路器的研究情況主要是因為其實際研制生產(chǎn)成本高、故障檢測與識別可靠性較差,以及斷路器控制策略穩(wěn)定性較弱等問題,導(dǎo)致高壓直流斷路器無法廣泛應(yīng)用于實際直流電網(wǎng)工程中。為提高直流斷路器性能,降低其生產(chǎn)成本,使得直流斷路器更具工程實用性,文章對典型的直流斷路器拓?fù)浜凸ぷ髟磉M(jìn)行對比分析,在此基礎(chǔ)上提出一種新型限流式模塊化混合直流斷路器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),主要針對轉(zhuǎn)移支路的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計,利用二極管組及IGBT模塊代替?zhèn)鹘y(tǒng)的IGBT串聯(lián)支路,在保證斷路器實現(xiàn)雙向通流的同時,還可以減少大量的IGBT數(shù)量,降低生產(chǎn)成本;所設(shè)計的IGBT模塊還可以解決大量IGBT串聯(lián)均壓困難的問題;同時為提高斷路器的使用壽命,在轉(zhuǎn)移支路嵌入輔助限流模塊,可以保護(hù)斷路器子器件免受大電流沖擊,避免電抗器對系統(tǒng)潮流控制的影響,提高系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性... 

【文章來源】：西安建筑科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

直流電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡圖

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文5機(jī)械式直流斷路器的分?jǐn)嗨俣燃捌浞謹(jǐn)嗄芰�。圖1.2機(jī)械式直流斷路器拓?fù)銯ig.1.2TopologyofmechanicalDCcircuitbreakers機(jī)械式直流斷路器在運行過程中，能量損耗小，狀態(tài)穩(wěn)定性強(qiáng)，但由于機(jī)械開關(guān)結(jié)構(gòu)的限制，在分?jǐn)喙收想娏鳟a(chǎn)生的電弧易損壞機(jī)械開關(guān)觸頭，而且切除故障電流的時間長達(dá)幾十毫秒，在此過程故障電流是被轉(zhuǎn)移并不是分?jǐn)�，無法實時靈活、快速動作，為實現(xiàn)雙向分?jǐn)鄷沟猛負(fù)浣Y(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜，因此只適用于電壓等級相對較低的輸電系統(tǒng)[20-22]，很難滿足現(xiàn)階段高壓遠(yuǎn)距離輸送電能過程的故障分?jǐn)嘁�。�?）全固態(tài)式直流斷路器隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，全控器件的誕生使得基于電力電子器件的全固態(tài)式直流斷路器迅速發(fā)展[23]。如圖1.3所示為全固態(tài)式直流斷路器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡圖，系統(tǒng)在正常運行狀態(tài)下，電流直接通過串聯(lián)的電力電子固態(tài)開關(guān)組實現(xiàn)電能輸送，發(fā)生短路故障后，迅速關(guān)斷電力電子固態(tài)開關(guān)組，此時直流斷路器兩端的電壓，在系統(tǒng)存儲的能量耗散作用下迅速上升至吸能支路的動作閾值，電流轉(zhuǎn)移至吸能支路，快速執(zhí)行動作并吸收系統(tǒng)能量，直至故障電流降為零，完成整個直流開斷過程。圖1.3全固態(tài)式直流斷路器拓?fù)浜唸DFig.1.3Topologydiagramofall-solid-stateDCcircuitbreaker由于全固態(tài)直流斷路器僅含有電力電子開關(guān)元件，在短路故障分?jǐn)噙^程中，能夠快速實現(xiàn)無弧分?jǐn)�，可靠性較高，分?jǐn)嗨俣纫泊蟠筇岣�，但受限制于單個電力電子器件的耐受電壓，所需的開關(guān)導(dǎo)通壓降高、系統(tǒng)能量損耗大[24]，還需要一定的散熱裝置，對整個系統(tǒng)的控制要求高，而且在高壓大電流系統(tǒng)中需要大量電

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文5機(jī)械式直流斷路器的分?jǐn)嗨俣燃捌浞謹(jǐn)嗄芰�。圖1.2機(jī)械式直流斷路器拓?fù)銯ig.1.2TopologyofmechanicalDCcircuitbreakers機(jī)械式直流斷路器在運行過程中，能量損耗小，狀態(tài)穩(wěn)定性強(qiáng)，但由于機(jī)械開關(guān)結(jié)構(gòu)的限制，在分?jǐn)喙收想娏鳟a(chǎn)生的電弧易損壞機(jī)械開關(guān)觸頭，而且切除故障電流的時間長達(dá)幾十毫秒，在此過程故障電流是被轉(zhuǎn)移并不是分?jǐn)�，無法實時靈活、快速動作，為實現(xiàn)雙向分?jǐn)鄷沟猛負(fù)浣Y(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜，因此只適用于電壓等級相對較低的輸電系統(tǒng)[20-22]，很難滿足現(xiàn)階段高壓遠(yuǎn)距離輸送電能過程的故障分?jǐn)嘁�。�?）全固態(tài)式直流斷路器隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，全控器件的誕生使得基于電力電子器件的全固態(tài)式直流斷路器迅速發(fā)展[23]。如圖1.3所示為全固態(tài)式直流斷路器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡圖，系統(tǒng)在正常運行狀態(tài)下，電流直接通過串聯(lián)的電力電子固態(tài)開關(guān)組實現(xiàn)電能輸送，發(fā)生短路故障后，迅速關(guān)斷電力電子固態(tài)開關(guān)組，此時直流斷路器兩端的電壓，在系統(tǒng)存儲的能量耗散作用下迅速上升至吸能支路的動作閾值，電流轉(zhuǎn)移至吸能支路，快速執(zhí)行動作并吸收系統(tǒng)能量，直至故障電流降為零，完成整個直流開斷過程。圖1.3全固態(tài)式直流斷路器拓?fù)浜唸DFig.1.3Topologydiagramofall-solid-stateDCcircuitbreaker由于全固態(tài)直流斷路器僅含有電力電子開關(guān)元件，在短路故障分?jǐn)噙^程中，能夠快速實現(xiàn)無弧分?jǐn)�，可靠性較高，分?jǐn)嗨俣纫泊蟠筇岣撸芟拗朴趩蝹�電力電子器件的耐受電壓，所需的開關(guān)導(dǎo)通壓降高、系統(tǒng)能量損耗大[24]，還需要一定的散熱裝置，對整個系統(tǒng)的控制要求高，而且在高壓大電流系統(tǒng)中需要大量電

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]雙臂架構(gòu)的混合型直流斷路器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及控制策略研究[D]. 姜朋.東北電力大學(xué) 2018
[2]320kV強(qiáng)制過零型高壓直流斷路器操作控制系統(tǒng)設(shè)計[D]. 邵敏.華中科技大學(xué) 2016
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本文編號：3577023