發(fā)布時(shí)間：2020-06-04 19:22

【摘要】：柔性直流輸電技術(shù)為構(gòu)建未來直流電網(wǎng)提供了有效的技術(shù)支持,然而如何快速隔離直流側(cè)故障一直是制約直流電網(wǎng)的發(fā)展的一個(gè)難題。直流斷路器作為一種關(guān)鍵直流開斷設(shè)備,響應(yīng)速度快,恢復(fù)時(shí)間短,可以顯著降低直流輸電系統(tǒng)中電力電子器件過流風(fēng)險(xiǎn),但是也存在直流電弧難以熄滅、需要在幾ms內(nèi)快速分?jǐn)嘁约斑^電壓高等研究難點(diǎn)。本文以目前已有的模塊化全控混合直流斷路器作為研究對象,進(jìn)行了以下研究:(1)研究直流斷路器改進(jìn)拓?fù)洹ａ槍Τ杀据^低的基于二極管橋式子模塊結(jié)構(gòu)的模塊化全控直流斷路器進(jìn)行了拓?fù)涓倪M(jìn),其在實(shí)現(xiàn)直流斷路器快速雙向分?jǐn)喙δ艿幕A(chǔ)上,可以提高重合閘速動(dòng)性。文中采用限流電路減小了斷路器分?jǐn)噙^程中通過的電流峰值和兩端過電壓峰值,并詳細(xì)分析該改進(jìn)拓?fù)浜祥l、分閘以及重合閘的動(dòng)作過程及原理。(2)研究直流斷路器控制策略和在直流電網(wǎng)中的應(yīng)用。針對本文中的改進(jìn)拓?fù)?在其工作過程中采用“故障自處理和自恢復(fù)”以及可提高動(dòng)作速動(dòng)性的“預(yù)先換流”故障預(yù)處理控制策略,并以MMC三端直流系統(tǒng)為例,分析系統(tǒng)故障特性,提出了直流斷路器在多端系統(tǒng)中“斷路器就地保護(hù)”和上層繼電保護(hù)系統(tǒng)相協(xié)調(diào)的應(yīng)用策略,該控制策略可以防止多端系統(tǒng)中非故障線路直流斷路器誤動(dòng)作。(3)基于本文中改進(jìn)的直流斷路器拓?fù)浜腿酥绷飨到y(tǒng)模擬算例,進(jìn)行了直流斷路器應(yīng)用在多端直流系統(tǒng)中的參數(shù)設(shè)計(jì)。最后通過PSCAD/EMTDC仿真分析了該改進(jìn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)功能、參數(shù)設(shè)計(jì)、控制策略以及在多端直流系統(tǒng)中應(yīng)用策略的合理性,并搭建低壓實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行了該拓?fù)浞謹(jǐn)喙δ艿膶?shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
【圖文】：

滅弧系統(tǒng)一般采用金屬柵片滅弧室，弧觸頭分?jǐn)噙^程中動(dòng)、靜觸頭之間的電逡逑弧被機(jī)械運(yùn)動(dòng)拉長，，在磁吹力和氣壓的作用下，電弧進(jìn)一步被拉長并向上運(yùn)動(dòng)進(jìn)逡逑入滅弧室，在金屬柵片的作用下，弧柱被切割成若干串聯(lián)的小段電弧，如圖１－１逡逑所示。電弧在拉長、金屬表面近極壓降和柵片冷卻作用等多方作用下，電弧電壓逡逑Ａ逡逑＾邐＾邐金屬柵片逡逑Ａ邐犬逡逑Ａ邐Ａ逡逑動(dòng)觸頭邐靜觸頭逡逑圖１－１低壓直流斷路器滅弧示意圖逡逑Ｆｉｇ邋１－１邋Ａｒｃ邋ｅｘｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｌｏｗ邋ｖｏｌｔａｇｅ邋ＤＣ邋ｃｉｒｃｕｉｔ邋ｂｒｅａｋｅｒ逡逑２逡逑

比如真空斷路器、ＳＦ６斷路器等，進(jìn)行改造，應(yīng)用到直流開斷拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，逡逑由于交流斷路器只具各過零開斷能力，所以需要人為在斷路過程中制造電流過零逡逑點(diǎn)用于滅弧，常使用迭加振蕩電流的方法［９］，其基本結(jié)構(gòu)如圖１－３所示。電路由機(jī)逡逑械開關(guān)、ＬＣ振蕩回路和ＭＯＶ邋（氧化鋅避雷器）吸收放電回路三部分組成。正常逡逑運(yùn)行時(shí)，電流通過機(jī)械開關(guān)；發(fā)生短路故障時(shí)，機(jī)械開關(guān)分?jǐn)嗖⑷蓟。菏共垮义戏蛛娏鬓D(zhuǎn)移至振蕩換流支路，自激振蕩產(chǎn)生反向電流迭加到機(jī)械開關(guān)支路上產(chǎn)生逡逑過零點(diǎn)，電弧熄滅，隨后吸收放電回路吸收關(guān)斷能量，完成分?jǐn)�。逡逑機(jī)械開關(guān)邐ｙ逡逑0邐邐＾邋ｃｊ邐邋0逡逑振蕩回路逡逑邐邐逡逑吸收放電回路廠ｍｏｍ逡逑邐．逡逑圖１－３機(jī)械式直流斷路器基本結(jié)構(gòu)逡逑Ｆｉｇ邋１－３邋Ｂａｓｉｃ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ邋ＤＣ邋ｃｉｒｃｕｉｔ邋ｂｒｅａｋｅｒ逡逑為了提高開斷的電壓等級，“預(yù)充電振蕩法”就是在此方法的基礎(chǔ)上，根據(jù)電逡逑流方向預(yù)先用直流電源給振蕩電路電容充電，開斷時(shí)能夠產(chǎn)生更大的振蕩電流，逡逑形成強(qiáng)制過零點(diǎn)便于機(jī)械開關(guān)快速熄滅電弧�！白约ふ袷帯笔街绷鲾嗦菲鹘Y(jié)構(gòu)簡單、逡逑成本低，但是開斷時(shí)間長，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足直流輸電的開斷時(shí)間要求。“預(yù)充電振蕩逡逑４逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM561

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 藥韜;溫家良;李金元;陳中圓;;基于IGBT串聯(lián)技術(shù)的混合式高壓直流斷路器方案[J];電網(wǎng)技術(shù);2015年09期

2 李斌;何佳偉;;柔性直流配電系統(tǒng)故障分析及限流方法[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2015年12期

3 杜翼;江道灼;鄭歡;張弛;尹瑞;吳兆麟;;基于電力電子復(fù)合開關(guān)的限流式混合直流斷路器參數(shù)設(shè)計(jì)[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2015年11期

4 吳婧;姚良忠;王志冰;李琰;楊波;曹遠(yuǎn)志;;直流電網(wǎng)MMC拓?fù)浼捌渲绷鞴收想娏髯钄喾椒ㄑ芯縖J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2015年11期

5 陳名;黎小林;許樹楷;張祖安;;基于零電壓零電流的混合式直流斷路器[J];南方電網(wǎng)技術(shù);2015年03期

6 施世鴻;賈紅舟;倫振堅(jiān);;多端直流線路保護(hù)研究[J];電力建設(shè);2014年11期

7 杜翼;江道灼;陳可;王玉芬;尹瑞;張弛;;混合式高壓直流斷路器的控制策略與實(shí)驗(yàn)研究[J];電力建設(shè);2014年08期

8 張建坡;趙成勇;;MMC-HVDC直流側(cè)故障特性仿真分析[J];電力自動(dòng)化設(shè)備;2014年07期

9 徐政;薛英林;張哲任;;大容量架空線柔性直流輸電關(guān)鍵技術(shù)及前景展望[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2014年29期

10 周萬迪;魏曉光;高沖;羅湘;曹均正;;基于晶閘管的混合型無弧高壓直流斷路器[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2014年18期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2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 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

本文編號：2696860