在分布式直流電力系統(tǒng)中,為了防止故障對系統(tǒng)的整體影響,提出一種基于雙向晶閘管（TRIAC）和Z源阻抗網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的雙向直流斷路器,與傳統(tǒng)的直流斷路器相比,無需額外的故障檢測、控制環(huán)節(jié),增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。分析了雙向Z源直流斷路器的工作原理和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),給出了故障時(shí)的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)數(shù)學(xué)模型。通過PLECS軟件對負(fù)載短路故障進(jìn)行了仿真,并搭建實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行了短路開斷實(shí)驗(yàn),最后,仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,雙向Z源直流斷路器能夠自動響應(yīng)并切除故障,還可以根據(jù)需求調(diào)整故障關(guān)斷時(shí)間和故障電流額定值。 

【文章來源】：制造業(yè)自動化. 2020,42(11)CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

傳統(tǒng)全控型直流斷路器結(jié)構(gòu)圖

為了克服傳統(tǒng)的基于全控型器件的單向直流固態(tài)斷路器的不足，提出雙向Z源直流固態(tài)斷路器。如圖2所示。如圖2虛線框所示，包括一個雙向可控硅（TRIAC）和兩個Z源阻抗網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)雙向可控硅能夠自動關(guān)斷，無需外部檢測和控制電路，在直流電路的應(yīng)用中更加方便，安全性更高。

Z源網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括一對LC回路，并聯(lián)在電感兩端的二極管D和電阻R組成電流的吸收回路[5]。由于提出的雙向Z源直流斷路器中的Z源網(wǎng)絡(luò)在雙向可控硅兩側(cè)對稱分布，當(dāng)任一端作為電源輸入時(shí)，發(fā)生短路故障的原理是相同的，下面以斷路器左側(cè)為電源端，右側(cè)為負(fù)載端進(jìn)行理論分析。正常工作時(shí)，電流經(jīng)過Z源網(wǎng)絡(luò)的兩個電感，直流通路中電感相當(dāng)于導(dǎo)線，電源給Z源網(wǎng)絡(luò)的兩個電容充電，直至電容電壓和電源電壓相等。通過圖4可以看出，雙向Z源直流固態(tài)斷路器開通時(shí)，雙向可控硅兩端的電壓迅速跌落，由于電容的存在，開通電流有瞬間的上升，經(jīng)過600us左右后回到正常工作電流，開通特性較為穩(wěn)定。


本文編號：3285076