高压直流断路器的研制难点有三:一是直流电流不像交流电流那样有过零点,所以灭弧比较困难;二是直流回路的电感较大,所以需由直流断路器吸收的能量 比较大;三是过电压高。
高压直流断路器可以分为机械式高压直流断路器(mechanical HVDC circuit breaker)、固态高压直流断路器(solid-state HVDC circuitbreaker)与混合式高压直流断路器(hybrid HVDC circuit breaker)。
鹤壁市华维测控技术工程有限公司,位于鹤壁市高新技术开发区,是鹤煤集团科技处下属的科技型实体企业,主要承担鹤煤集团
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空气炮及自动化系统的研制、改造、设计、开发、生产、销售。技术力量雄厚,机加工艺完善,产品检验及使用环境标准规范,质量管理严格遵循国际ISO:9000认证标准,实施产品“三检”制度,即用户使用验收制度,产品质量跟踪制度,售后信息反馈制度。倾心打造稳定、可靠、具性价比的工矿自动化产品。
当检测到直流线路发生短路时,首先导通半导体断路器,关断负载转换开关,线路上的电流转移到半导体开关支路上,负载转换开关承受半导体短路器的导通电压。
当直流线路正常运行时,半导体开关支路处于断开状态,快速机械隔离开关和负载转换开关导通并流过直流电流。
公司拥有一支专业的工程技术队伍,在产品研发方面,采用CAD绘图、三维造型、模拟仿真等前沿技术手段,不断追求智慧的无限提升,实现电器科技与生产工艺的完美结合,在工矿自动化设备领域不断创新,引领市场,成就经典。全自动CO2气体保护焊接、程控氩弧焊、数控模数加工、精密压力铸造、智能静电喷涂等技术的应用,有效地保障了产品性能。先进的自动化生产设备,精湛的生产工艺,优良的制作技术,使得产品尽显一流品质。
机械式直流断路器可以关断非常大的电流,并具有成本低、损耗小等优点,但其开断速度较慢。
2.1 ABB--混合式高压直流断路器
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2 混合式高压直流断路器的研究概况
为克服两者的缺点,通过将机械式直流断路器和固态直流断路器集成在一个装置上,从而形成混合式断路器。 混合式直流断路器结合了机械开关良好的静态特性与电力电子器件良好的动态性能,用快速机械开关来导通正常运行电流,用固态电力电子器件来分断短路电流,具有通态损耗小、开断时间短、无需专用冷却设备等优点,是目前高压直流断路器研发的新方向,有着广阔的应用前景。
2012年,ABB 的混合式高压直流断路器技术被《麻省理工科技创业》评为 2012 年度重要的十大科技里程碑之一。该混合式高压直流断路器的基本结构如下图所示,主要包括机械式开关支路a(快速机械隔离开关b+负载转换开关c)和半导体开关支路d(半导体断路器e+避雷器组f)。
固态直流断路器开断速度迅速,但其相关损耗较高,且价格昂贵。
下面将着重介绍混合式高压直流断路器的研究概况。