高压直流断路器
高压直流断路器控制保护技术导则
高压直流断路器控制保护技术导则
高压直流断路器是电力系统中重要的设备之一，用于控制和保护直流电力系统。
为了保障系统的安全稳定运行，掌握高压直流断路器的控制保护技术是必须的。
高压直流断路器的控制保护技术包括：选择合适的控制手段，设计可靠的保护方案，实现断路器的远程控制和监测等。
选择控制手段时，应根据具体的电力系统性质和工作环境选择合适的控制手段。
常用的控制手段包括机械手动、电动、液压和气动等，应根据实际情况选择。
设计保护方案时，应考虑到各种故障的可能性和影响，制定相应的保护方案。
常见的保护措施包括过电流保护、过电压保护、短路保护、接地保护等。
实现远程控制和监测时，应选择可靠的控制系统和监测设备，实现对断路器的远程控制和实时监测。
常用的控制系统包括PLC、DCS 等，监测设备包括温度传感器、压力传感器等。
总之，掌握高压直流断路器的控制保护技术，是保障电力系统安全稳定运行的重要保障措施。
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高压直流断路器目前的研究概况
高压直流断路器目前的研究概况1.前言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)。
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。
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。
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。
下面将着重介绍混合式高压直流断路器的研究概况。
2 混合式高压直流断路器的研究概况2.1 ABB--混合式高压直流断路器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 年度最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)。
-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。
-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。
-由于快速机械隔离开关此时流过的电流为零，快速机械隔离开关迅速打开。
基于可控硅串联技术的新型固态高压直流断路器
基于可控硅串联技术的新型固态高压直流断路器胡徐铭;王丰华;周荔丹;姚钢【摘要】As the interrupt equipment in DC line,HVDC circuit breaker (CB) is the key point to break the fault current and ensure the safety of DC grid.This paper firstly analyzed and compared the topological structure of the current HVDC CB.Then,a new HVDC CB based on the technology of silicon controlled rectifier (SCR) in series connection is presented,and the topological structure,working principle and characteristics are introduced in details.The interruption performance of this new CB under different levels of fault current and parameters which affect its performance by PSCAD software are simulated.At last,the real model of this new HVDC CB in the lab is built and the interruption experiment is conducted by using dSPACE platform.Simulation and experimental results have shown that this new HVDC CB is capable of breaking and recovering the current quickly with the advantages of low on-state loss and powerful current transporting capability.Therefore,this new HVDC CB can be used in real DC grid.%作为直流线路中的分断装置,高压直流断路器是快速限制并切断故障电流、维持直流电网安全稳定运行的关键技术手段.文中在对比分析现有高压直流断路器典型结构的基础上,提出了一种基于可控硅串联技术的新型高压直流断路器,详细描述了其拓扑结构、工作原理和典型特点,并使用PSCAD软件仿真分析了不同短路电流下所提高压直流断路器的开断特性及其影响因素.最后,通过在实验室内搭建高压直流断路器实物模型,利用dSPACE工作平台进行了断路器的电流开断实验.结果表明,所提出的新型高压直流断路器能够实现快速关断与恢复通流,通态损耗低且通流能力强,具有现实可行性.【期刊名称】《电测与仪表》【年(卷),期】2018(055)005【总页数】8页(P88-94,103)【关键词】直流电网;高压直流断路器;可控硅;拓扑结构【作者】胡徐铭;王丰华;周荔丹;姚钢【作者单位】电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学),上海200240;电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学),上海200240;电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学),上海200240;电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学),上海200240【正文语种】中文【中图分类】TM5610 引言高压直流断路器是高压直流输电工程换流站的重要设备之一，其主要作用是改变直流系统的运行方式或清除直流侧出现的故障。
高压直流断路器及其关键技术
高压直流断路器及其关键技术随着电力系统的不断发展，高压直流断路器在保护电力系统安全运行方面发挥着越来越重要的作用。
本文将详细介绍高压直流断路器的背景、概述、关键技术以及应用领域，帮助读者更好地了解这一重要技术。
高压直流断路器是直流输电系统中不可或缺的一部分，主要作用是在系统发生故障时迅速切断电流，保护电力系统免受损坏。
随着直流输电技术的广泛应用，高压直流断路器的性能和可靠性成为了影响整个电力系统安全运行的关键因素。
高压直流断路器是一种能够在大气压或更高电压下切断直流电流的开关设备。
其基本原理是通过强制换流或机械开关的断开来实现电流的切断。
高压直流断路器可以根据不同的分类标准进行划分。
根据操作性质，可分为电磁操作断路器和机械操作断路器；根据断口数量，可分为单断口断路器和多断口断路器。
每种类型的断路器都有其独特的特点和适用场合。
高压直流断路器广泛应用于电力系统的各个领域，如工业、商业和家用电器等。
在这些领域中，它扮演着保护电路和防止故障扩散的重要角色。
开关技术是高压直流断路器的核心，其性能直接影响到断路器的切断能力和可靠性。
目前，常用的开关技术包括真空开关、六氟化硫开关和金属氧化物电阻器等。
保护技术是高压直流断路器的另一个重要方面。
在系统发生故障时，保护技术可以迅速切断电流，防止故障扩大。
常用的保护技术包括电流保护、电压保护和功率保护等。
测量技术是高压直流断路器的重要组成部分，能够准确检测电路中的电流、电压和功率等参数。
常用的测量技术包括电流互感器、电压互感器和功率因数表等。
控制技术是高压直流断路器的关键之一，它能够控制断路器的操作和保护动作。
常用的控制技术包括继电器、接触器和微处理器等。
在工业应用领域中，高压直流断路器主要用于保护各种工业设备，如电机、变压器和电路等。
它还可以保护工业生产过程中的各种自动化设备和流水线。
在商业应用领域中，高压直流断路器主要用于保护各种商业设施的电路和设备，如写字楼、商场和酒店等。
探究高压直流断路器开断试验方法
探究高压直流断路器开断试验方法高压直流断路器开断试验方法是高压直流断路器运行状态和性能检验的重要内容。
它是检验高压直流断路器综合性能、绝缘水平和可靠性的重要依据。
在高压直流系统中，高压直流断路器可有效地完成开关、保护和隔离的作用。
断路器的绝缘水平是系统可靠性和安全性的关键，因此开断试验对于其质量来说至关重要。
开断试验是为了检验断路器的绝缘水平和接触器开断能力，以保证其安全、可靠运行。
断路器的开断试验是断路器在上次开启后的重新关断过程，通过模拟断路器操作的开断过程，计算开断时间以及断路器开断能力，并对开断时线路的放电情况进行分析，以确保断路器的正常运行。
1、准备工作在开断试验之前，应先检查断路器的外部结构和绝缘材料，确认没有松动现象，绝缘和密封处没有明显疲劳现象；确认电极间隙距离正确，对断路器是否有脏物和水份有充分清除，检查断路器内部结构是否正常，检查熔断丝是否已更换，发现问题及时更换。
2、操作步骤(1)断路器分闸：在断路器的操作传动机构上，按“合-分”的动作，快速将断路器从“合”状态转为“分”状态。
(2)开断试验：将断路器分闸之后，从断路器的发电侧，将额定的相应电压依次加到断路器的接触器头上，使断路器进行开断实验，放电情况以及开断时间和开断能力等都可以得到检测。
(3)合闸试验：断路器合闸试验是模拟断路器操作时首次合闸的情况，合闸时应加载安定电流，检验断路器的正常运行情况，以及断路器的合闸动作时间和合闸能力。
三、试验结果分析高压直流断路器的开断和合闸试验，可以检验断路器的开断时间、开断能力、合闸时间、合闸能力等。
如果发现断路器分闸时间太长或者放电量大、合闸时间太长等异常情况，应尽快更换断路器，以确保系统的可靠和安全运行。
直流断路器 直流断路器是用于直流系统运行方式转换或故障切除的断路器
直流断路器直流断路器是用于直流系统运行方式转换或故障切除的断路器。
用来对直流配电系统的设施和电气进行过载、短路保护之用，可广泛用于电力、邮电、交通、工矿企业等行业。
工作原理主回路包含一个支撑动触头的下部连接排，一个上部连接排和表面镀银的触头合闸装置由一个带合闸线圈的大块罐状磁铁组成。
该磁铁容纳了一个动磁芯、触头压力弹簧和一个磁芯复位弹簧；所有这些部件均被安装在操作杆上。
拨叉单元安装在操作杆的顶端。
过流脱扣装置包含一个由层压的薄片构成的衔铁，一个连到由弹簧控制的操作杆上的动磁芯，由于该杆的作用可以设定脱扣整定值。
五对辅助接点均为由动触头控制的换向触头。
它们位于合闸装置下部的塑料盒内。
灭弧室包括角板，隔板和去离子板，以上这些都安装在两块灭弧板之间。
当断路器由于过流或正常的分闸命令而分闸的话，推进机构将会带动动触头分闸。
该推进机构同样作用于 5个换向辅助接点。
直流断路器的发展概况直流输电系统概况自1954年世界上出现第一条高压直流输电线路以来,高压直流输电系统愈来愈受到人们的重视。
三十多年来,世界上已相继建成许多高压和超高压直流输电系统。
直流输电只送有功功率,减少了无功线损和交流输电系统所必需的无功功率线路补偿设备。
在输送相同功率的情况下,直流系统的线路造价和绝缘设备用量都比交流系统低。
但是直流系统的换流设备造价昂贵目前,世界上已有十几条100千伏以上的高压直流输电线路投入运行,其送电功率约达2300兆瓦,而且已制定了2 0000兆瓦的大容量送电计划。
将来,当高压直流系统成为电力输送的基干系统之后,必然期待直流断路器的出现。
现举例说明原因如下: (1)在多支线的直流送电系统中,若未装设直流断路器,当某一支线发生了事故时,则不仅这条支线而且与此支线相连接的全部换流器都必须同时停电。
高压直流输电（HVDC），是利用稳定的直流电具有无感抗，容抗也不起作用，无同步问题等优点而采用的大功率远距离直流输电。
输电过程为直流。
高压直流断路器充电故障分析
Science &Technology Vision0引言换流站的直流侧和交流侧均装设有断路器，其中直流断路器主要负责直流电流的转换或开断，起到故障切除、运行方式转换以及检修隔离等目的[1-3]。
充电装置作为直流断路器的重要组成部分，一旦发生故障，会直接导致直流断路器无法正常开断直流电流，甚至会影响直流系统运行方式转换[4]。
本文介绍了直流断路器充电装置的基本原理，以某换流站为例重点分析了充电装置故障产生的原因及其可能导致的后果。
1直流断路器充电装置基本原理及测控回路充电装置本质上是一个小型的整流滤波电路。
其输入为230V 交流电，输出为20kV 左右的直流电。
充电过程由充电测控回路实现。
首先测量直流断路器电容器两端的电压并逐层上送至极控制保护系统（PCP ），将测量值与设定值进行比较，当测量值低于设定值时，PCP 下发充电指令。
指令经直流场终端柜（DFT ）内的PS853板卡送至直流断路器的充电机控制箱，吸合箱内的对应继电器K1-K4，充电机启动，给电容器充电。
当电容器两端电压达到设定值后，充电停止。
2故障原因分析查看直流断路器充电装置故障告警的控制系统Hidraw 逻辑回路图可知[5]，发出“P WN Q1Charging Voltage Faulty ”事件需满足以下3个信号均为0，即：P WN Q21CLOSED IND 、P WN Q22CLOSED IND 和P WN Q1CHARGING DEVICE OK ，如1所示。
以极1为例，WN Q21和WN Q22分别为直流接地刀闸001007和001027，直流系统正常运行时两把刀闸均在拉开状态，因此P WN Q21CLOSED IND 和P WN Q22CLOSED IND 信号为0。
如发出0010开关充电压低告警，说明此时第三个信号为0，即0010电容器端口电压小于4.5kV ，随后发出WN Q1CAPACITOR VOLTAGE INCREASE 指令，即电容器充电指令。
hvdc直流开关站的组成
hvdc直流开关站的组成HVDC直流开关站是高压直流输电系统中的重要组成部分，主要用于实现直流电网的分段、控制和保护。
它由多个设备组成，包括直流断路器、直流隔离开关、直流熔断器、直流接地开关等。
下面将逐一介绍这些组成部分。
一、直流断路器直流断路器是HVDC直流开关站中最重要的设备之一，用于控制和切断直流电流。
直流断路器需要能够承受高电压、大电流和高速的电弧消失。
它通常由主触头、固定触头、弹簧机构、电磁驱动装置和电弧消失装置等组成。
直流断路器的主要作用是在直流电路中切断故障电流，保护电力系统的安全运行。
二、直流隔离开关直流隔离开关用于隔离直流线路或设备，以便进行维护、检修和故障排除。
它通常由固定触头、可动触头、绝缘支架和操作机构等组成。
直流隔离开关的主要作用是在正常运行时，将直流线路与其他设备隔离开来，确保安全操作。
三、直流熔断器直流熔断器主要用于保护直流线路和设备，防止过电流损坏。
它通常由熔丝、熔断器座、熔断器盖和触头等组成。
直流熔断器的主要作用是在电流异常过大时，熔断熔丝，切断电路，保护系统的安全运行。
四、直流接地开关直流接地开关用于将直流设备或线路接地，以确保人身安全和设备的正常运行。
它通常由接地刀闸、固定触头、可动触头和操作机构等组成。
直流接地开关的主要作用是在直流系统发生接地故障时，将故障点接地，防止电流通过人体或其他设备产生危险。
除了上述主要组成部分外，HVDC直流开关站还包括直流电压互感器、直流电流互感器、直流电压测量装置、直流电流测量装置、控制保护装置等。
这些设备的主要作用是实现对直流开关站的监测、控制和保护。
HVDC直流开关站是高压直流输电系统中的关键组成部分，它的正常运行对于保障直流电网的安全稳定运行起着重要作用。
各种设备的协同工作，实现了对直流电路的分段、控制和保护，确保了直流电力的高效传输。
直流断路器原理
直流断路器原理一、概述直流断路器是一种用于保护直流电路的开关装置，它可以在电路发生过载、短路或地故障时快速切断电源，以保护电气设备和人身安全。
本文将详细介绍直流断路器的原理。
二、直流断路器的分类根据其工作原理和结构特点，直流断路器可以分为以下几类：1. 空气断路器：利用空气介质在高压下击穿并形成电弧，通过加速冷却和拉伸电弧来切断电源。
2. 油浸式断路器：利用油介质在高压下击穿并形成电弧，通过油的冷却和吸收能量来切断电源。
3. SF6气体断路器：利用SF6气体介质在高压下击穿并形成电弧，通过加速冷却和拉伸电弧来切断电源。
4. 磁吹式断路器：利用磁场力将电弧吹灭，通过磁场力和机械力来切断电源。
5. 光纤式断路器：利用光纤传感技术检测故障信号，并通过控制装置来切断电源。
三、直流断路器的工作原理直流断路器的工作原理主要包括两个方面：电弧切断和过载保护。
1. 电弧切断当直流电路发生短路或过载时，电流会急剧增大，导致断路器内部的触头受到很大的压力。
此时，触头之间会形成一个电弧，由于电弧具有较高的温度和能量，如果不及时切断，则会引起火灾和爆炸等严重后果。
为了切断这个电弧，直流断路器需要采取一些特殊措施。
一般来说，切断电弧的方法有以下几种：（1）强制冷却法：通过向电弧通入冷却气体（如空气、SF6气体等），使其快速冷却并消失。
（2）磁场吹灭法：利用磁场力将电弧吹灭，并通过机械力将触头分离，以达到切断电源的目的。
（3）油浸冷却法：利用油介质吸收能量并加速冷却电弧，在油浸状态下达到切断电源的目的。
2. 过载保护直流断路器不仅可以切断电弧，还可以对电路中的过载进行保护。
过载保护是指当电路中的电流超过额定值时，断路器会自动切断电源，以避免设备损坏和人身伤害。
在直流断路器中，过载保护通常采用热释放原理。
当电流超过额定值时，触头内部的热量会迅速升高，并使得熔丝融化。
一旦熔丝融化，触头就会自动分离，从而切断电源。
四、直流断路器的结构直流断路器的结构主要包括：触头、弹簧、操作机构、控制系统等部分。
高压直流固态断路器RCD均压策略研究
高压直流固态断路器RCD均压策略研究1引言针对高压直流固态断路器传统RCD串联均压吸收电路开断时间和均压效果的矛盾[1-3]，提出一种改进的RCD串联均压吸收电路。
其静态均压是通过在每个IGBT两端分别并联一组数值相等的一大一小电阻来实现，其中的小电阻在完成静态均压任务的同时也作为过电压的检测电阻。
2 改进的RCD电路结构RCD均压吸收电路在一定程度上很好地完成了均压任务，但是电容的存在决定了IGBT的均压效果与关断用时始终会是一对矛盾的存在。
若电容数值较大，均压效果可以得到保证，但关断用时长，关断损耗增加又会成为新的问题；反之，若电容数值较小，IGBT关断用时短，损耗小，但均压效果又难以保证。
针对这对矛盾，提出一种改进的RCD均压吸收电路，旨在缓解这种情况。
本文只针对IGBT栅极信号不同步所引起的不均压进行讨论。
如果出现驱动信号不同步时间差较大，或者其他原因引起的电压不均衡较明显的情况时，只有大电容才能保证IGBT的均压效果，使其能够继续正常工作。
提出的串联均压电路由一组数值相等的一大一小电阻R x1、R x2并联在IGBT两端来完成静态均压，其中的小电阻在R x2完成静态均压任务的同时也作为过电压的检测电阻。
动态均压电路结构则是在原来RCD均压吸收电路的电容C x1上串接一个小电容C x2，同时在这个小电容上并联一个辅助IGBT作为该小电容的短路开关。
其中Z1、Z2表示两个串联的IGBT，Z3、Z4则表示两个辅助IGBT。
3 改进的RCD串联均压电路工作原理分析新提出的均压吸收电路可以通过对过电压大小的判断决定投入工作电容的大小。
当串联IGBT均压效果较好时，用于静态均压的小电阻R x2上的电压也较小，不足以触发导通辅助IGBT，此时有C x1和C x2两个电容共同工作，投入均压电路的电容值较小，IGBT开断速度快，损耗小；若某个IGBT两端过电压较大时，R x2上的电压也相应增大，当其达到辅助IGBT的开通阈值后，C x2将被短路，此时只有C x1工作在均压电路中，而C x1的设计值往往是C x2的5~6倍，均压电路电容值增大，均压效果也会相应变好。
高压直流断路器市场分析报告
高压直流断路器市场分析报告1.引言1.1 概述"高压直流断路器是一种用于直流输电系统中的关键设备，用于断开或接通电流以确保系统的安全稳定运行。
随着直流输电技术的不断发展和应用，高压直流断路器市场也呈现出了快速增长的趋势。
本报告旨在对高压直流断路器市场进行全面分析，揭示其发展现状、需求趋势和竞争格局，为相关企业及投资者提供重要参考。
"1.2 文章结构文章结构部分的内容如下："文章结构": {"本报告分为三个部分：引言、正文和结论。
引言部分将对高压直流断路器市场分析报告进行概述，并阐明本报告的目的和结构。
正文部分将对市场概况、需求分析和竞争格局进行详细分析。
结论部分将总结报告的主要发现，展望市场发展趋势并提出相关建议。
"}1.3 目的目的：本报告旨在对高压直流断路器市场进行深入分析，以全面了解市场的概况、需求状况和竞争格局。
通过对市场的分析，可以帮助相关行业从业者和决策者了解当前市场发展状况，把握市场需求趋势，提升市场竞争力，同时为行业发展提供决策参考。
同时，本报告也旨在为相关企业提供发展建议，促进行业健康快速发展。
1.4 总结在本报告中，我们对高压直流断路器市场进行了深入分析。
通过概述市场概况、需求分析以及竞争格局，我们对市场现状有了全面的了解。
通过对市场发展趋势展望和建议，我们对未来市场发展方向和趋势有了清晰的认识。
总的来说，本报告为高压直流断路器市场的发展提供了有力的参考和指导，希望能够对相关行业的发展和决策提供帮助。
2.正文2.1 高压直流断路器市场概况高压直流断路器是一种用于控制、保护和隔离高压直流电路的电气设备。
随着电力系统的不断升级和转型，高压直流断路器在输变电领域的应用越来越广泛，成为电力系统中不可或缺的重要组成部分。
近年来，全球范围内电力需求的增长以及可再生能源的快速发展，都推动了高压直流断路器市场的快速增长。
尤其是在新能源电站和特高压交直流输电工程中，高压直流断路器扮演着关键的作用，为电力系统的稳定运行提供了保障。
探究高压直流断路器开断试验方法
探究高压直流断路器开断试验方法高压直流断路器是一种用于开关直流电源系统的专用开关设备，具有独特的开断性能和稳定性。
开断试验是对高压直流断路器进行性能验证和安全评估的重要方法之一。
本文将探究高压直流断路器开断试验的方法。
高压直流断路器开断试验的目的是通过模拟真实操作条件，测试断路器的开断能力、速度和稳定性。
开断试验可以分为静态试验和动态试验两种。
静态试验是在恒定电压条件下进行的试验，要求断路器能够承受额定电流，并保持稳定状态。
试验中，首先需要将断路器接通电源，使其工作在额定电压下。
然后，逐渐增加电流，直至达到额定电流并保持一段时间，检查断路器是否能够正常工作。
如果断路器能够正常工作，且没有出现异常现象，则试验合格。
动态试验是在瞬态电压条件下进行的试验，模拟电力系统中的故障情况，检测断路器在故障发生时的开断能力和稳定性。
试验中，首先需要选取合适的故障模式和故障电流，根据电力系统的特征来确定。
然后，将故障电流导入断路器，并在设定的时间内进行开断操作。
试验中需要考察断路器的开断速度、稳定性和对瞬态电压的承受能力。
试验合格的判断标准是断路器能够正常开断，并高压侧的电压不超过规定的安全范围。
为了进行高压直流断路器开断试验，首先需要准备好试验设备。
试验设备包括高压直流电源、电流采样器、故障模拟器和数据采集系统等。
高压直流电源提供试验电压，电流采样器用于采集电流信号，故障模拟器模拟电力系统的故障情况，数据采集系统记录试验过程中各项参数。
在进行试验前，需要对试验设备进行校验和检查，确保其正常工作。
然后，根据试验要求和参数设置来确定试验方案，包括试验电压、试验电流和试验时间等。
接下来，按照试验方案连接试验设备和断路器，并进行试验。
试验过程中需要注意安全措施，确保人员和设备的安全。
试验结束后，对试验数据进行分析和评估，根据试验结果来判断断路器的开断性能和稳定性。
高压直流断路器开断试验是对断路器性能进行评估的重要方法。
高压混合直流断路器及其关键技术
高压混合直流断路器及其关键技术摘要：针对目前混合直流断路器存在的成本高、占地面积大、控制复杂、通态损耗大、基于电弧电压关断的电压等级低的问题，提出了两种新的拓扑结构：基于低压电容器抑制起弧的高压混合直流断路器、二次换流式高压混合直流断路器，本文对所提的两种拓扑结构所涉及的关键技术进行了介绍，并对拓扑结构的优缺点进行了对比分析。
关键词：高压；混合直流断路器；关键技术1直流断路器关键技术1.1电弧模型国内外一直在对电弧模型进行着研究，主要把电弧模型分为两大类：物理数学模型以及黑盒模型。
物理数学模型反映的电弧整个过程更加详细准确，考虑的外界影响因素更多，且对湍流、热辐射等具有比较精确的计算，使整个数学模型变得更加繁琐，不易求解，在仿真中由于其求解复杂，使得整个仿真时间变长，影响了其在断路器电弧仿真研究中的应用。
黑盒模型则是采用了简单的等效方法，将电弧等效为一个可变电阻，仅仅考虑了，例如电弧电压、耗散功率、时间常数等几个关键参数的影响，省略了一些影响不大的外部因素，使得整个数学模型简单化，并能够比较准确的反映出电弧特性，因此在断路器起弧的仿真中黑盒模型比较常用。
目前，常用的黑盒电弧模型有：Mayr模型、Cassie模型、Hochrainer模型、ModifiedMayr模型、Schwarz模型以及KEMA模型、Cassie-Mayr混合模型等。
1.2电力电子器件的均压与均流电力电子器件串联电压不均分为两种情况：静态电压不均和动态电压不均。
器件运行过程中有四个工作状态会导致串联电压不均分别为：稳定正向关断状态、稳定导通状态、开通瞬态和关断瞬态错误！未找到引用源。
在导通稳态和正向关断稳态情况下，考虑的是静态均压；在开通瞬态和关断瞬态的瞬时动作情况下，串联各器件电压动态变化，考虑的是动态均压。
然而在导通稳态情况下，由于各模块的导通压降都很小，大约在1-3V之间，因此无需考虑均压。
当电力电子模块处于关断状态时，其等效电阻很大，相互之间存在差异，器器件的正向伏安特性不同，使得各模块所承受的压降会有很大差异，当电压超过模块的承受范围时将造成损坏。
探究高压直流断路器开断试验方法
探究高压直流断路器开断试验方法高压直流断路器开断试验是一项非常重要的测试，旨在确认断路器在高电压下的开断能力和可靠性。
在这个过程中，必须遵循一系列的步骤，以确保测试的安全和准确性。
首先，选择合适的测试电压和电流水平。
测试电压和电流应该是根据断路器的额定电压和额定电流来确定的。
测试电压应大于额定电压，同时测试电流应该在额定电流范围内。
其次，确定测试场地和设置测试设备。
测试场地应该是宽敞、安全，且满足测试设备的要求。
测试设备包括高压电源、电流变压器、电压采样器、数据记录仪等。
第三步是连接测试设备。
将断路器接入测试电路中，使用高阻抗电压控制方式，使断路器加在高电压上。
电路应该由专业工程师进行连接，确保正确和安全。
第四步是执行测试程序。
测试程序应该按照所使用的设备和测试要求来确定。
测试中应注意以下事项：1. 开断试验应该在电路电流为零的情况下进行。
2. 在实验过程中，要仔细观察仪表的指示和读数，确保实验数据的准确性。
3. 应当对实验数据进行记录和分析，以找出可能出现的问题。
4. 在实验过程中，应当随时监测设备的状况，如发现超过设定阈值的异常情况，应及时停机处理。
最后一步是总结和评估实验结果。
实验结果应结合断路器的额定参数进行评估。
如果实验数据合格，则可通过验收；如果存在问题，则需要识别问题并采取相应措施进行改进。
总之，高压直流断路器开断试验是一项十分重要的测试程序，在执行过程中必须要保证安全和准确性。
同时，应该对实验数据进行记录和分析，以找出可能的问题和改进方案。
探究高压直流断路器开断试验方法
探究高压直流断路器开断试验方法高压直流断路器是电力系统中的重要设备，用于保护电网安全稳定运行。
其主要功能是在电网故障时迅速断开故障环路，防止故障扩大，从而保护电网和设备的安全运行。
为了确保高压直流断路器在实际运行中能够可靠地进行开断操作，需要对其进行开断试验。
本文将探究高压直流断路器开断试验的方法。
一、开断试验概述开断试验主要包括电流开断试验、容性电流开断试验和短路电流开断试验。
电流开断试验是指在额定电压下，对高压直流断路器进行定时开断试验，以验证其在额定电流条件下的可靠性；容性电流开断试验是指在额定电压下，对高压直流断路器进行定时开断试验，以验证其在容性负载条件下的可靠性；短路电流开断试验是指对高压直流断路器进行短路电流开断试验，以验证其在故障状态下的可靠性。
1. 电流开断试验方法电流开断试验是验证高压直流断路器在额定电流条件下进行开断的可靠性。
试验方法主要包括以下几个步骤：（1）接线：首先将高压直流断路器与试验设备、电源及负载等设备进行正确接线，并进行必要的安全措施。
（2）设定参数：根据试验要求，设定试验参数，包括额定电压、额定电流、开断时间和试验次数等。
（3）试验操作：打开电源，使高压直流断路器通电，在规定的试验参数下进行定时开断试验。
（2）设定参数：同电流开断试验方法。
（5）分析结果：根据试验数据对试验结果进行分析，验证高压直流断路器在容性负载条件下的开断可靠性。
（4）记录数据：及时记录试验数据，包括短路电流值、短路时间、试验次数及试验结果等。
三、开断试验注意事项在进行高压直流断路器开断试验时，需注意以下几个事项：1. 安全防护：在进行试验前，需对试验设备和电源进行检查，确保安全可靠。
需对试验人员进行必要的安全培训和防护措施，确保人员安全。
3. 数据记录：在试验过程中，需及时记录试验数据，包括试验参数、试验结果和试验过程中的异常情况等，以便后续分析和归纳。
4. 分析结果：在试验结束后，需对试验数据进行分析，验证高压直流断路器的开断性能，对试验结果进行总结和归纳，为后续的设备运行和维护提供参考依据。
探究高压直流断路器开断试验方法
探究高压直流断路器开断试验方法高压直流断路器是一种电力系统中的重要设备，其在电力系统中的功能是对高压直流电路进行控制和保护。
在高压直流断路器设计、制造和使用过程中，需要进行开断试验来检验其性能和可靠性。
本文将探究高压直流断路器开断试验方法，包括测试设备、试验步骤、试验过程和试验结果评定等方面。
一、测试设备高压直流断路器开断试验需要配备如下测试设备：1、高压直流电源：提供高压直流电压，可以调节电压和电流的大小。
2、高压互感器组：将高电压信号变换成低电压信号，并能够将直流信号隔离。
3、高精度数字直流电流表：测量实际的直流电流值。
4、记录仪：记录试验数据，包括电流、电压和时间等。
5、短路装置：将高压直流电路短路，使得高压直流电流得以流通。
二、试验步骤1、预热阶段：将高压直流断路器接入高压直流电源和短路装置，并加以预热，使电器元器件逐渐升温至稳定状态。
2、线路充电阶段：将高压直流电源输出电压设置为额定值，并打开短路装置，让直流电路开始充电。
3、试验阶段：当直流电路充电到一定程度时，启动高压直流断路器，使断路器开断。
记录开断前后的电流、电压和时间等参数，进行数据分析和评估。
4、恢复阶段：将高压直流电路重新短路，使得电路达到稳定状态。
关闭测试设备，结束试验。
三、试验过程1、试验前需要确认测试设备的运行状态和互相连接的正确性。
2、开始前应预先校准测试设备，确保其准确度满足要求。
3、在测试过程中应定期检查测试设备的状态，确保其处于正常工作状态。
4、测量数据应多次重复，并记录每次测量的数据。
5、试验结束后，需要对试验结果进行综合分析和评估，评估试验结果的正确性和可靠性。
四、试验结果评定高压直流断路器开断试验结果应根据以下几个方面进行评定：1、试验前后电流、电压、时间等参数的变化程度。
2、试验过程中测试设备的精度和可靠度。
3、试验结果符合规范要求的正确性和可靠性。
4、试验结果综合分析，识别可能存在的问题和潜在风险。
高压直流断路器技术
2010年09月第46卷第9期收稿日期：2009-09-08；修回日期：2010-04-20作者简介：王帮田（1969—），男，高级工程师，主要从事直流场开关设备、中压开关设备、智能化电器设备的开发及应用。
0引言换流站直流断路器主要包括中性母线断路器（NBS ）、中性母线接地断路器（NBGS ）、金属回路转换断路器（MRTB ）、大地回路转换断路器（ERTB ）。
在直流系统中，其主要技术性能体现在绝缘强度、开断转换电流能力、环境耐受能力等方面。
直流断路器的研制难点有3个方面：一是直流电流不像交流电流那样有过零点，所以灭弧甚为困难;二是直流回路的电感很大，所采用的平波电抗器为300mH 左右，而交流回路的电感仅为几十毫亨，加上开断时的直流电流大，所以需由直流断路器吸收的能量很大;三是过电压高[1]。
目前国内开发的产品在工程中尚未得到运用。
用于改变运行方式的直流断路器，如MRTB 和ERTB,不要求开断故障电流。
对于需要开断故障电流的直流断路器，开断直流电路故障电流的原理有两种：一是采用高压直流控制系统将转换直流电流限制在较低水平，断路器在较低电流水平下开断故障电流；二是与交流系统开断故障电流类似，即在检测到故障电流后，不通过高压直流控制系统，直接开断故障电流。
笔者主要探讨目前在国内得到广泛运用的第一种直流断路器技术。
1各种直流断路器在直流系统中的功能要求图1为双极送电端（左）、受电端（右）换流站直流断路器配置图。
1.1中性母线断路器NBS对于两端换流站的每一极都有一台中性母线断高压直流断路器技术王帮田（许继集团有限公司,河南许昌461001）摘要：笔者着重从高压直流输电换流站用直流断路器的功能要求、主要性能、基本构成、开断原理及试验技术等方面进行探讨，分析了直流断路器和交流断路器在电流转换、环境耐受和开断性能等方面的区别,给出了直流断路器转换电流的计算公式，表明合理选择直流断路器绝缘件的爬电比距对于提高运行水平非常重要，且开断直流电流必须创造过零点。
高压直流断路器的设计与性能分析
高压直流断路器的设计与性能分析在电力系统中，高压直流断路器扮演着至关重要的角色。
其设计与性能直接影响着电力系统的安全稳定运行。
本文将对高压直流断路器的设计原理、性能参数以及相关分析进行探讨，旨在深入了解其在电力系统中的作用与影响。
一、设计原理高压直流断路器的设计原理涉及到电气、材料、机械等多个领域的知识。
其基本原理是利用可靠的断路器开关结构，在电路中断开或闭合电流通路，以实现对高压直流电路的控制和保护。
在设计中，需要考虑电流负载、电压等级、工作环境等因素，确保断路器能够在各种条件下稳定可靠地工作。
二、性能参数1. **额定电压（Rated Voltage）**：高压直流断路器能够正常工作的电压范围，通常以千伏（kV）为单位。
2. **额定电流（Rated Current）**：断路器能够承受的最大电流值，也是其设计参数之一。
3. **动作特性（Operating Characteristics）**：包括动作时间、动作方式等，直接影响到断路器在故障时的响应速度和动作准确性。
4. **绝缘水平（Insulation Level）**：断路器在不同工作状态下的绝缘性能，与其工作环境和电压等级密切相关。
5. **机械耐久性（Mechanical Endurance）**：断路器的机械部件在长期使用中的耐久性，包括开关机构、触头等部件的寿命。
6. **环境适应性（Environmental Adaptability）**：断路器在不同环境条件下的适应能力，包括温度、湿度、海拔高度等因素。
三、性能分析高压直流断路器的性能分析需要综合考虑其设计参数和实际运行情况。
通过对断路器的工作状态、动作过程、故障处理等方面进行分析，可以评估其性能优劣，并对其进行改进和优化。
1. **动作特性分析**：根据断路器的动作时间、动作方式等参数，评估其对故障的响应速度和准确性。
通过仿真模拟或实际测试，验证断路器在不同工况下的动作性能。
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高压直流断路器的研究
摘要本文详述了高压直流断路器在直流系统中的功能要求以及直流断路器的功能作用，介绍了高压直流断路器的工作原理及组成结构。
分析了现阶段应用于
高压直流断路器的开断电流、熄灭电弧的各种方法，并阐述了各种方法的原理，通
过对原理的分析阐述了各种方法的优缺点，并得出有源叠加振荡方式与无源叠加振
荡方式是现阶段实现高压直流断路器的最佳方式。
关键词：直流断路器开断电流无源叠加振荡有源叠加振荡
0 前言
直流断路器是直流换流站的主要电气设备之一。
它不仅在系统正常运行时能切断和接通高压线路及各种空载和负荷电流，而且当系统发生故障时，通过继电保护装置的作用能自动、迅速、可靠地切除各种过负荷和短路电流，防止事故范围的扩大。
在高压直流输电系统中，某些运行方式的转换或者故障的切除要采用直流开关。
直流断路器同样因为直流电流难以熄弧、直流断路器吸收的能量大以及过电压高而制约其发展。
1 直流断路器在直流系统中的功能要求[1]
直流系统中的断路器主要包括中性母线断路器、高速接地断路器、金属回路转换断路器和大地回线转换断路器。
1.1 中性母线断路器
两端换流站的每一极都有一台中性母线断路器。
当直流闭锁时，在换流站没有投旁路的情况下，极控系统将使直流电流降为零，中性母线断路器在无电流的情况下合闸
1.2 高速接地断路器
每个换流站都有一台高速接地断路器，当接地极退出运行时，两端换流站的高速接地断路器应自动将中性母线接到换流站接地网，不要求具备大电流转换能
力，但必须能在双极运行时打开。
1.3 金属回路转换断路器
金属回路转换断路器功能是将直流运行电流从较低阻抗的大地回路向具有较高阻抗的金属回路转移。
直流电流从大地回路向金属回路的转移不应降低运行极的直流输送功率。
1.4 大地回线转换断路器
大地回线转换断路器用于将直流运行电流从具有较高阻抗的金属回路转移至具有较低阻抗的大地回路。
直流电流从金属回路向大地回路的转移不应引起直流功率的降低。
2 直流断路器的基本构成与工作原理
直流断路器的组成与交流断路器的构成结构基本相同，只在交流断路器的基础上增加了振荡装置和耗能元件。
直流断路器的本体部分由通断单元、中间传动机构、液压操作机构、绝缘支撑件和基座组成[1]。
按原理可由以下三部分组成：由交流断路器改造而成的直流断路器、以形成电流过零点为目的的振荡电路以及以吸收直流回路中储存的能量为目的的耗能元件。
直流电流的开断不像交流电流那样可以利用交流电流的过零点，因此开断直流电流必须创造过零点。
但是，当直流断路器开断时，由于直流系统储存着巨大的能量要释放出来，而释放出的能量又会在回路上产生过电压，引起断路器断口间的电弧重燃，以致造成开断失败。
所以吸收这些能量就成为断路器开断的关键因素[2]。
高压直流断路器开断原理有叠加电流法和分段串联电阻耗能限流方式。
下面介绍直流断路器开断原理。
2.1 叠加电流法
这种直流断路器利用电感和电容所引起的自激振荡来产生一个交流电流，通过交流电流与直流电流叠加起来，产生电流过零点，从而使电弧熄灭。
叠加电流法又可分为有源型与无源型两种[10]。
2.1.1 无源叠加振荡方式
无源型直流断路器利用电弧电压随电流增大而下降的非线性负电阻效应，在与电弧间隙并联的LC回路中产生自激振荡，使电弧电流叠加上增幅振荡电流，当总电流过零时实现遮断。
此后，直流电流依然存在，转移到电容器电抗器支路中，电流流经电容器，对其充电到一定电压，当电容器电压达到避雷器的动作电压后，LC回路中的电流又被转移到避雷器中，随后流过避雷器的电流渐渐减小，直至为零。
这样，流过该直流断路器的直流电流就被渐渐地转移到与之并联的其他回路中去。
在转化过程中避雷器会吸收能量[3,8]。
原理图如图1所示。
C L
图1 无源型直流断路器原理图
这种方式是根据断弧间隙电弧的不稳定性，利用电弧电压波动使电弧与LC 回路之间存在一个充放电过程，电弧的负阻特性使得在开断装置QB断口之间产生一个幅值不断增加的高频谐波电流，当谐波电流幅值达到要转换的直流电流值时，实现总电流强迫过零。
2.1.2 有源型叠加振荡方式
有源型直流断路器由外部电源先向振荡回路的电容C充电，然后电容C通过电感L向开断装置QB的电弧间隙放电，产生振荡电流叠加在原电弧电流之上，并强迫电流过零。
这种方式完成一次开断需要完成：外部电源充电开关QD1合闸向C充电，稍后QD1断开，直流断路器的开断装置QB开断产生电弧，同时合上振荡回路开关QD2产生振荡电流，形成电流过零点[4,7]。
原理图如图2所示。
此方式易产生足够幅值的振荡电流，开断的成功率也较高，但可靠性较低。
图2 有源型直流断路器原理图
电弧电流过零以后，断路器触头之间的灭弧介质性能开始恢复，由于直流系统储存着巨大能量，并将使断口间的恢复电压上升。
恢复电压的上升速度正比于I0/C，I0为开端电流，当断路器的介质恢复速度高于断口间的恢复电压上升速度时，就不会产生电弧重燃现象，当恢复电压上升至耗能装置金属氧化物避雷器MO的持续运行电压时，MO进入到同状态，吸收这部分能量，使断路器完成开端过程[2]。
直流断路器的开断可以分为三个阶段，一：强迫电流过零阶段。
换流回路至少应产生一个电流过零点。
二：介质恢复阶段。
要求断路器有较快的灭弧介质恢复速度，并且要高于灭弧触头间恢复电压的上升速度。
三：能量吸收阶段。
要求耗能装置MO的放电负荷能力应大于直流系统中残存的能量，并且要考虑至少有二次灭弧耗能的要求[2]。
2.2耗能限流方式
2.2.1 分段串入电阻型
分段串入电阻是指当要切断直流线路电流时，电阻分级接入，使的电路中的阻抗值逐渐增大，从而导致短路电流逐渐减小，分段串入电阻原理示意图如图3所示[5，9]。
2.2.2 拉长电弧性 拉长电弧型直流断路器灭弧室的内腔是螺旋形的，动触头在灭弧室内高速做螺旋形运动，靠电弧自身的电动力在内腔内把电弧拉成螺旋形的长弧，同时由于绝缘介质的冷却和游离的作用，耗散电弧能量，以使电流开端 [6]。
目前我国的直流工程中，利用叠加电流开断方式的直流断路器得到广泛的应用。
3 结论
基于有源叠加振荡方式与无源叠加振荡方式的高压直流断路器在现阶段的实际应用中配合直流系统的控制作用可以满足直流系统故障的切除与隔离，但是高压直流断路器功能还不能全面满足高压直流系统的运行需要，也成为阻碍直流电网发展的瓶颈所在，基于其他原理的高压直流断路器亟待发明。
参考文献
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.2012,6 图3 分段串入电阻原理图
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