改進吸能方式的人工過零型高壓直流斷路器開斷過程研究.pdf

1、隨著大規(guī)模可再生能源并入電網(wǎng)，新能源并網(wǎng)的間歇性和隨機性問題日益突出，基于柔性直流輸電技術的多端直流系統(tǒng)被公認為解決這一問題的有效手段。研制具有更大容量和更高開斷速度的高壓直流斷路器，對發(fā)展多端直流電網(wǎng)具有重要意義。本文以人工過零型高壓直流斷路器為研究對象，對其開斷過程進行了仿真和實驗研究。
　　本文首先提出了一種基于人工過零原理的模塊化高壓直流斷路器拓撲及吸能改進方案，通過對比分析了直流斷路器開斷額定電流和短路故障電流的電路過程

2、，發(fā)現(xiàn)本文提出的吸能改進方案能有效降低開斷過程中直流斷路器元件兩端的電壓以及直流斷路器吸能容量要求。真空滅弧室作為人工過零型直流斷路器的重要滅弧單元，其弧后介質(zhì)恢復過程決定了直流斷路器能否成功完成電流轉移并最終開斷電流。通過建立真空滅弧室弧后鞘層發(fā)展模型和金屬蒸氣密度衰減模型，分析換流速度、開斷電流峰值和真空滅弧室觸頭間距參數(shù)改變的影響，得到了直流斷路器開斷參數(shù)與真空滅弧室弧后介質(zhì)恢復過程間的影響關系。以真空滅弧室的弧后介質(zhì)恢復過程作為

3、出發(fā)點，通過分析直流斷路器換流支路頻率、換流電容值和吸能電阻值對開斷過程的影響，得到了直流斷路器參數(shù)對真空滅弧室電流及電壓變化的影響規(guī)律，并給出了直流斷路器的參數(shù)設計流程。最后，通過高壓直流斷路器單模塊原理樣機實驗，完成了直流斷路器模塊開斷小電流和大電流的實驗，發(fā)現(xiàn)直流斷路器電路參數(shù)變化過程與分析一致。探究改變實驗參數(shù)對直流斷路器真空滅弧室開斷結果的影響，發(fā)現(xiàn)開斷電流峰值和換流速度均會對真空滅弧室的開斷結果造成影響，并簡要分析了金屬蒸氣