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直流断路器

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直流断路器的主要原理是什么啊,之前听说有机械式,半机械式,电力电子式的,请问现在的主流是哪一种啊,基于什么因素啊?

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张海涛·80.00

2017-04-08 21:20:48提问

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直流断路器难点在于没有自然过零点,且直流系统阻抗低,故障电流上升率很快,需要断路器具备极高的动作速度。

针对上述难题,目前主要有四个技术方向:类似于传统低压交流断路器的空气式直流断路器,机械式,混合式,全固态式,每种断路器都有自己的特点和适合的应用场景。

1,依靠机械开关拉弧,利用电弧电压抵抗系统电压使电流降低至零,优点是可靠性高,主要应用在低压领域,比如地铁和船舶;

2,机械式的主要思路是人工创造电流过零点,实现故障电流分断,具体方法有自激振荡,预充电反向注入,负压耦合转移等等,都是针对具体的系统和工况提出的。它的特点是可以实现很高的分断能力,且造价较为低廉,在中高压领域有应用;

3,混合式包含有机械开关和电力电子器件支路,因此被称为混合式。

一种结构是两条支路并联,依靠机械开关承担额定电流,短路分断时,将短路电流转移到电力电子支路,由电力电子实现短路电流的分断,混合式通常使用避雷器实现过电压钳制和系统能量耗散。混合式集中了机械式可靠性高和固态式动作速度快的特点。

另外还有一种拓扑,可以参考ABB 80kV的高压直流断路器拓扑,其依靠电力电子器件实现电流转移和分断,动作速度快,但分断能力和造价成本都受到电力电子器件的限制,在高压输电领域有成功研制的样机。

4,全固态式直流断路器的额定通流和故障电流分断均由固态开关实现,其动作速度很快,但额定损耗和成本很高,在百伏等级的低压直流领域有应用。

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  angeloyq·130.00

2017-09-17 18:26:47回答

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目前我遇到电力电子式和半机械式方案。以西安交大为例,吴翊教授主要在研究半机械式,可以参考他的PPT:

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAxMzgyMjMwMQ==&mid=2651805065&idx=1&sn=27bec28603b6acb1bff5e2bd8a2ebf1e&chksm=806745bbb710ccadddc8f8718379dd32f8e97fd2b517722c2a12e30fa30e4b0e017e5818724f&mpshare=1&scene=1&srcid=0416Lql23GA9lo9fd8SL61Xp#rd

西安交大的电力电子新能源研究中心(PEREC)的杨旭、卓放等教授在研究电力电子式的直流断路器。

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  刘小康·60.00

2017-04-16 20:24:05回答

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直流断路器主要区分为高压和低压。在低压领域,有机械式和电力电子式两种。机械式是利用机械开关强行切断直流电流,因为低压直流电弧能量较小,所以不存在灭弧失败的问题。另一种是电力电子式,就是将IGBT或者其他类似的全控式电力电子器件串入电路中,一旦发现有直流故障,触发信号使器件关断,从而达到切断直流故障的目的,这种方式不存在直流电弧,而且低压电力电子器件导通电阻较小,损耗较小,其应用基本不受限制。但在高压领域,以上这两种的问题和弊端就显现了,由于直流电流不存在过零点,因此,机械式的断路器无法熄灭直流电弧,在短时间内切断直流故障,而电力电子式的断路器又存在损耗大,发热严重等问题,由此,便发展出了半机械式,也就是电力电子和机械开关合体式。直流系统正常状态下,机械开关起通流作用,将电力电子器件旁路掉,一旦发现有直流故障,立马将电流转移至电力电子器件中,并利用电力电子器件的关断特性将断开直流回路,达到断开直流故障的目的。

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  雪魂·30.00

2017-04-09 19:52:58回答

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