1.abb--混合式高壓直流斷路器
2012年,abb 的混合式高壓直流斷路器技術被《麻省理工科技創(chuàng)業(yè)》評為 2012 年度最重要的十大科技里程碑之一。該混合式高壓直流斷路器的基本結構如下圖所示,主要包括機械式開關支路a(快速機械隔離開關b+負載轉換開關c)和半導體開關支路d(半導體斷路器e+避雷器組f)。
·當直流線路正常運行時,半導體開關支路處于斷開狀態(tài),快速機械隔離開關和負載轉換開關導通并流過直流電流。
·當檢測到直流線路發(fā)生短路時,首先導通半導體斷路器,關斷負載轉換開關,線路上的電流轉移到半導體開關支路上,負載轉換開關承受半導體短路器的導通電壓。
·由于快速機械隔離開關此時流過的電流為零,快速機械隔離開關迅速打開。
·當快速機械隔離開關打開后,半導體斷路器開關斷開,直流線路上的能量通過與半導體斷路器并聯(lián)的氧化鋅避雷器吸收,短路電流下降。
abb 所設計的半導體斷路器單元設計圖如下圖所示,采用igbt作為半導體開關,并進行閥組串聯(lián)。
該混合式高壓直流斷路器通過開斷短路電流8.5ka的短路試驗,其開斷時間為5毫秒。
2.alstom--混合式高壓直流斷路器
2014年阿爾斯通完成其混合式高壓直流斷路器原型產(chǎn)品的測試工作。該混合式高壓直流斷路器的基本結構如下圖所示,主要包括旁路開關(ufd + pes)、半導體開關支路1(晶閘管+避雷器)、半導體開關支路2(晶閘管+電容器)和避雷器組。
阿爾斯通所設計的半導體斷路器單元設計圖如下圖所示。
在測試過程中,該混合式高壓直流斷路器所切斷的電流超過了5.2ka,開斷時間為5.5毫秒。
3.國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院--混合式高壓直流斷路器
2015年,國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院研制的混合式高壓直流斷路器順利通過中國電機工程學會技術成果鑒定。該混合式高壓直流斷路器的基本結構如下圖所示,主要包括主開關支路(快速機械隔離開關+h橋負載轉換開關)、電流轉移開關支路(h橋半導體斷路器)和吸收回路(避雷器組)。
國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院所設計的半導體斷路器單元設計圖如下圖所示,,采用igbt作為半導體開關。
在測試過程中,該混合式高壓直流斷路器所切斷的電流超過了15ka,開斷時間為3毫秒。
將上述三種混合式高壓直流短路器的性能參數(shù)比較如下。