基于电容自然充电换相的混合式直流断路器设计与仿真

以晶闸管作为主断器件是降低混合式直流断路器造价和技术难度的手段之一,电容电压是此类直流断路器能够顺利开断直流故障的关键影响因素。现有结构中电容大多为预充电型,但预充电方式和电容电压的维持较为复杂。因此,该文提出一种基于电容自然充电换相的混合式直流断路器,利用母线电压与预充电电容的电压差值实现电容的预充电和电容电压的自动维持,从而保证断路器的开断能力。此外该断路器还具备二次开断能力,可以满足极短时间内重复开断的需求。针对所提断路器的工作过程和元器件参数进行了详细的理论推导,基于PSCAD/EMTDC建立单端等效和四端柔性直流电网模型验证了所提结构的适用性。最后与其他方案进行比较,结果表明,所提方案在开断速度、电容预充电方式和二次开断方面具备一定优势。

分闸电阻对单相重合闸瞬态恢复电压影响研究

单相重合闸动作于永久性故障时,瞬态恢复电压(transient recovery voltage,TRV)的峰值远超国标值。文中以超高压示范工程线路为背景,利用ATP-EMTP模拟重合闸失败导致断路器二次开断的情况,分析重合闸最危险投切时间范围,结合短路电流分析断路器开断过程的3个阶段对TRV特性的影响,并针对加装方式、投切时间、阻值等不同因素分析分闸电阻对TRV的抑制效果。仿真结果表明:重合闸动作时间影响TRV峰值,动作于永久性故障时最严重工况的TRV高达1 153.1、1 699.4 kV;分闸电阻加快TRV振荡衰减速度,断路器首次开断故障时加装600Ω分闸电阻后TRV峰值分别降为751.3、930.8 k V,研究结果对超高压输电线路的工程设计具有参考价值。