本文關(guān)鍵詞：限流式混合直流斷路器優(yōu)化設(shè)計(jì)及樣機(jī)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：可再生清潔能源發(fā)電的大規(guī)模接入需要發(fā)展柔性直流(輸/配電)系統(tǒng)。但在柔性直流系統(tǒng)中,當(dāng)直流側(cè)發(fā)生短路故障,由于其較低的系統(tǒng)阻抗,短路電流將會(huì)迅速上升并達(dá)到很高水平。采用交流側(cè)斷路器來切除故障電流需要的時(shí)間長達(dá)30～100ms,會(huì)對電壓源型換流器(VSC)造成損害,交流開關(guān)將全部跳閘來熄滅架空線上的故障電弧或者隔離直流電纜上的故障區(qū)域。因此適用于柔性直流系統(tǒng)的高壓直流斷路器及其相應(yīng)的快速開斷技術(shù)己成為限制直流系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸問題。本文在前人研究成果的基礎(chǔ)上,首先對國內(nèi)外目前討論較多的三類直流斷路器(機(jī)械式、全固態(tài)、混合式)的拓?fù)�、特點(diǎn)進(jìn)行了簡要分析比較,認(rèn)為混合式直流斷路器依靠機(jī)械開關(guān)導(dǎo)通正常電流、固態(tài)開關(guān)(電力電子開關(guān)器件)關(guān)斷故障電流,同時(shí)具備前兩者的優(yōu)點(diǎn),可控性高、通態(tài)損耗低、開斷無弧光、可靠性高；并對一種基于自然換流型的限流式混合直流斷路器進(jìn)行研究,提出在機(jī)械開關(guān)支路串聯(lián)小電感回路的方式對原拓?fù)溥M(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,分析其工作特性、開斷原理以及能量轉(zhuǎn)移和釋放過程,作為樣機(jī)實(shí)驗(yàn)的依據(jù)；然后對此種拓?fù)涞年P(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究：結(jié)合柔性直流輸電工程分析直流斷路器短路參數(shù)要求,提出一套斷路器中固態(tài)開關(guān)支路的均壓、均流電路,以保護(hù)電力電子器件安全、可靠運(yùn)行,并對斷路器其他輔助回路進(jìn)行研究設(shè)計(jì),完成實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)的參數(shù)整定；接著在仿真平臺PSCAD上對提出的混合式直流斷路器和均壓、均流電路進(jìn)行建模仿真,通過仿真驗(yàn)證拓?fù)涮攸c(diǎn)及可行性,并驗(yàn)證均壓均流策略的有效性；最后搭建實(shí)驗(yàn)室樣機(jī),選用NI控制器,對控制系統(tǒng)軟件、硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),并對所提出的混合式直流斷路器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,改進(jìn)后的限流式混合直流斷路器能夠在短路切除過程中輔助固態(tài)開關(guān)支路導(dǎo)通,加速機(jī)械開關(guān)支路電流向固態(tài)開關(guān)支路轉(zhuǎn)移,降低了對機(jī)械開關(guān)的要求,同時(shí)小電感在正常運(yùn)行時(shí)不會(huì)產(chǎn)生多余的損耗,也無需冷卻系統(tǒng)；限流電路可以有效限制流過直流線路的短路故障電流的上升率,可以改善開關(guān)支路分?jǐn)嘀绷鞫搪冯娏鞯墓ぷ鳁l件；輔助回路可以有效保護(hù)裝置本體以免開關(guān)支路切斷直流回路時(shí)產(chǎn)生的操作過電壓對裝置本體造成絕緣損害。
【關(guān)鍵詞】：柔性直流(輸/配電)系統(tǒng) 混合式直流斷路器 小電感回路 均壓、均流電路 建模與仿真 樣機(jī)研究
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM561
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-19
• 1.1 課題目的與研究意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢13-18
• 1.2.1 高壓直流斷路器的概述與發(fā)展13-15
• 1.2.2 振蕩過零型混合直流斷路器的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.3 自然換流型混合直流斷路器的研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3 本文的主要工作18-19
• 第二章 混合式直流斷路器主回路研究19-34
• 2.1 限流式直流斷路器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究19-21
• 2.1.1 限流式直流斷路器拓?fù)?/span>19
• 2.1.2 限流式直流斷路器工作原理19-20
• 2.1.3 限流式直流斷路器特性20-21
• 2.2 混合式直流斷路器拓?fù)涓倪M(jìn)21-25
• 2.2.1 機(jī)械開關(guān)串聯(lián)小電感的直流斷路器主拓?fù)?/span>21-22
• 2.2.2 小電感工作特性22-24
• 2.2.3 高速斥力開關(guān)24-25
• 2.3 改進(jìn)拓?fù)溟_斷原理研究25-33
• 2.3.1 機(jī)械開關(guān)電弧理論25-27
• 2.3.2 改進(jìn)拓?fù)浜祥l特性分析27-28
• 2.3.3 改進(jìn)拓?fù)湔７珠l特性分析28-30
• 2.3.4 改進(jìn)拓?fù)涠搪饭收祥_斷原理分析30-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第三章 混合式直流斷路器參數(shù)設(shè)計(jì)及輔助回路研究34-48
• 3.1 直流斷路器短路參數(shù)研究34-36
• 3.2 均壓、均流技術(shù)及參數(shù)設(shè)計(jì)36-44
• 3.2.1 均壓、均流電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)36-39
• 3.2.2 均壓原理分析及參數(shù)設(shè)計(jì)39-41
• 3.2.3 均流原理分析及參數(shù)設(shè)計(jì)41-44
• 3.3 元件參數(shù)設(shè)計(jì)44-46
• 3.3.1 限流支路參數(shù)設(shè)計(jì)44
• 3.3.2 小電感回路參數(shù)設(shè)計(jì)44-45
• 3.3.3 限壓閥設(shè)計(jì)45-46
• 3.4 本章小結(jié)46-48
• 第四章 混合式直流斷路器樣機(jī)研究48-64
• 4.1 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)48-53
• 4.1.1 控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)48-49
• 4.1.2 NI模塊49-50
• 4.1.3 光電轉(zhuǎn)換模塊50-52
• 4.1.4 驅(qū)動(dòng)模塊52-53
• 4.2 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)53-59
• 4.2.1 控制系統(tǒng)主程序流程53-54
• 4.2.2 子模塊流程54-57
• 4.2.3 人機(jī)界面57-59
• 4.3 主接線和設(shè)備59-62
• 4.3.1 電氣主接線59-60
• 4.3.2 設(shè)備參數(shù)60-61
• 4.3.3 樣機(jī)實(shí)物61-62
• 4.4 本章小結(jié)62-64
• 第五章 混合式直流斷路器仿真和實(shí)驗(yàn)研究64-77
• 5.1 直流斷路器開斷原理仿真64-69
• 5.1.1 改進(jìn)式混合直流斷路器分閘仿真研究64-67
• 5.1.2 小電感回路對比仿真研究67-69
• 5.2 均壓、均流電路仿真研究69-72
• 5.2.1 均壓效果仿真研究70-71
• 5.2.2 均流效果仿真研究71-72
• 5.3 樣機(jī)實(shí)驗(yàn)波形72-76
• 5.3.1 直流斷路器分閘波形73-74
• 5.3.2 直流斷路器模擬短路分閘波形74-75
• 5.3.3 均壓、均流實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證波形75-76
• 5.4 本章小結(jié)76-77
• 第六章 總結(jié)與展望77-79
• 6.1 全文總結(jié)77-78
• 6.2 待研究的問題78-79
• 參考文獻(xiàn)79-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間主要科研成果84

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孫舒捷;邰能靈;薄志謙;;高壓直流輸電工程中的直流斷路器設(shè)計(jì)及應(yīng)用仿真[J];華東電力;2009年03期

2 周宏宇;羅隆福;許加柱;董書大;;改進(jìn)型地鐵用直流斷路器[J];電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào);2011年02期

3 ;高壓直流斷路器[J];電力技術(shù);1984年08期

4 色川裕之;吳季歡;;直流斷路器的開發(fā)和實(shí)際系統(tǒng)中的試驗(yàn)[J];電力建設(shè);1989年07期

5 鮑敏鋒;高壓直流斷路器的研制[J];高壓電器;1990年01期

6 榮命哲;楊飛;吳翊;孫昊;李陽;紐春萍;;直流斷路器電弧研究的新進(jìn)展[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2014年01期

7 張萬榮,茍銳鋒,趙伯楠,尚金城;直流斷路器轉(zhuǎn)移直流電流過程的仿真計(jì)算研究[J];高壓電器;2002年02期

8 董恩源,杜廣波,鄒積巖,袁鐸寧;新型直流斷路器在短路故障保護(hù)中的應(yīng)用[J];電工技術(shù)雜志;2003年11期

9 裘永衛(wèi);低壓直流斷路器的性能和設(shè)計(jì)選型[J];江蘇電器;2003年06期

10 董恩源,卜連繁;新型直流斷路器及其快速故障監(jiān)測系統(tǒng)的研究[J];安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2004年01期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 田海松;鐘質(zhì)飛;;核電站核級直流斷路器商品化采購研究[A];2010’第五屆綠色財(cái)富（中國）論壇會(huì)刊[C];2010年

2 裘永衛(wèi);;低壓直流斷路器的性能和設(shè)計(jì)選型[A];中國電工技術(shù)學(xué)會(huì)第八屆學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

3 劉曉明;謝文剛;;高壓直流斷路器電弧特性仿真研究[A];第十屆沈陽科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（信息科學(xué)與工程技術(shù)分冊）[C];2013年

4 張玉林;張捷;;合理選用直流斷路器確保直流系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行[A];華東六省一市電機(jī)（電力）工程學(xué)會(huì)輸配電技術(shù)研討會(huì)2004年年會(huì)論文集[C];2004年

5 朱天勝;史宗謙;賈申利;岳長喜;王立軍;;真空直流斷路器速動(dòng)機(jī)構(gòu)的研究[A];第一屆電器裝備及其智能化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 董恩源;基于電子操動(dòng)的快速直流斷路器的研究[D];大連理工大學(xué);2004年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 衛(wèi)思明;高壓直流斷路器關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華北電力大學(xué);2015年

2 姚勝;真空直流斷路器介質(zhì)恢復(fù)強(qiáng)度的測量及其研究[D];大連理工大學(xué);2015年

3 常友輝;全固態(tài)高壓直流斷路器的設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2014年

4 陳可;限流式混合直流斷路器優(yōu)化設(shè)計(jì)及樣機(jī)研究[D];浙江大學(xué);2016年

5 周宏宇;新型地鐵用直流斷路器研究[D];湖南大學(xué);2010年

6 杜廣波;新型結(jié)構(gòu)的直流斷路器及其測控系統(tǒng)的研究[D];大連理工大學(xué);2004年

7 張弛;高壓直流斷路器及其關(guān)鍵技術(shù)[D];浙江大學(xué);2014年

8 藥韜;高壓直流斷路器方案設(shè)計(jì)與原理驗(yàn)證[D];中國電力科學(xué)研究院;2015年

9 楊光;地鐵機(jī)車用直流斷路器的設(shè)計(jì)[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2012年

10 董溪坤;基于分流原理的高壓直流斷路器開斷能力研究[D];新疆大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：限流式混合直流斷路器優(yōu)化設(shè)計(jì)及樣機(jī)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：394000