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科普知識
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高壓直流斷路器

探究:高壓直流斷路器短路電流開斷方式

發布日期:2022-04-17 點擊率:81

  高壓直流斷路器可以分為機械式高壓直流斷路器(mechanical HVDC circuit breaker)、固態高壓直流斷路器(solid-state HVDC circuit breaker)與混合式高壓直流斷路器(hybrid HVDC circuit breaker)。其開斷短路電流的方法各有不同。

  1. 機械式高壓直流斷路器

  機械式高壓直流斷路器利用快速機械開關來開斷短路電流。

  優點:運行穩定、開斷故障電流能力強、通態損耗小等。

  缺點:由于自身結構的制約,斷開時產生的電弧易損壞觸頭,故障電流切除時間較長,難以滿足直流系統快速分斷故障電流的要求。

  2. 固態高壓直流斷路器

  固態高壓直流斷路器的基本框圖如下圖所示,包含一個主開關、一個輔助開關和一組無源組件。主開關承載正常操作期間的電流;當故障發生時,輔助開關和無源組件斷開電路并耗散故障能量。

  優點:開斷時間短;體積較小且無電弧產生。

  缺點:容易過壓過流、通態損耗高等。

  固態高壓直流斷路器開斷短路電流的方式可以分為兩種:(1) 電壓換向;(2) 電流換向

  2.1 電流換向

  在電流換向方式中,將一個附加電路與電力電子開關電路并聯以承載正常電流。在正常情況下,沒有電流流過該并聯路徑。在故障狀態下,該并聯電路向主開關所在的主路徑注入電流,以這樣的方式限制流通在主路徑中的故障電流,且隨后將主開關關斷。

  2.2 電壓換向

  在電壓換向方式中,施加一反向電壓以關斷主開關(主開關在正常情況下導通,并提供正常電流的路徑),并限制故障電流在主回路中流通。

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