电老虎网断路器资讯：可靠有效的电力供应以及开发利用可再生资源对于改进电力传输模式提出了巨大的挑战。基于低损耗、远距离、大功率输电以及更有效地连接可再生能源入网和便于灵活操作的优点，高压直流输电(HVDC) 得到了新的重视。特别是电压源换流器(VSC)技术的出现使得多端高压直流(MTHVDC)电网的筹建发展成为可能并越来越具吸引力。对于多端高压直流电网，具有快速开断直流故障电流和隔离故障功能的直流断路器是必不可少和至关重要的。只有应用高压直流断路器，才有可能采用多端高压直流实现多个节点连接的可再生能源入网或退网、及时快速分离故障并可保证系统的安全可靠运行。随着直流输电技术向HVDC电网的发展，对整个系统的可靠性和稳定、安全运行也提出了更高的要求，其中所面临的巨大挑战就是HVDC电网中短路电流的开断问题，这对HVDCCB的研究和开发提出了非常迫切的需求。

在交流系统中，交流电流在每个周期内有2个自然过零点，同时系统中储存的磁能也为零，这为交流电弧的熄灭和电路的开断创造了很好的条件。绝大多数交流开关设备都利用这一原理实现短路电流的开断。但在直流系统中，直流电流缺乏自然过零点，因此直流电流比交流电流难以开断，而这一问题在HVDC电网中，更加严峻。HVDC电网中短路电流的幅值和上升速度与很多因素有关，主要包括以下几个方面：

1)直流网络的拓扑结构；

2)所采用的换流器技术(LCC或VSC)；

3)直流侧电容、电感(包括分布参数)；

4)短路点的位置。

 

在LCC-HVDC中，直流侧包含很强的低次谐波，而在VSC-HVDC中，直流侧只含有较弱的与PWM开关频率相关的高次谐波。所以在LCCHVDC的直流侧需要很大的平波电抗器，一般为几百mH，但在VSC-HVDC中，平波电抗器小得多，一般为几mH到几十mH。因此，VSC-HVDC中直流侧短路电流的上升速度要比LCC-HVDC中快得多。此外，由于VSC-HVDC中直流侧电容较大，其放电也会使短路电流进一步增大，在短路电流上升的同时，伴随着直流电压的跌落。但正如交流系统中需要维持频率的稳定，在直流系统中需要保持电压的稳定。根据不同的VSC设计参数，当直流系统电压跌落至额定电压的80%时，VSC将不能再继续工作。

因此，VSC-HVDC更容易受到直流侧短路故障的损害。而相对来说，LCC-HVDC则对交流侧故障更敏感，因为这会引起换流器换相失败，从而引起直流侧电压跌落。在目前的HVDC工程中，直流开关大都用于不同的转换/切换任务，比如中性母线开关(NBS)、中性母线接地开关(NBGS)、金属回线转换开关(MRTB)、大地回线转换开关(GRTB)、高速旁路开关(HSBS)等。仅有极少数HVDCCB具备短路电流开断能力，但其开断容量较低，如250kV/8kA和500kV/4kA，而且其开断时间较长，约为35ms。由于在LCCHVDC中直流侧短路电流上升较慢，这一开断时间尚可接受。但这一类HVDCCB的部件体积非常庞大，而且造价很高。因此，在目前的两端LCC-HVDC中一般采用对换流阀晶闸管触发角的控制或开断交流侧断路器的方式来切除故障。

在VSC-HVDC中，当发生直流侧短路故障时，即使IBGT闭锁，换流阀中与IGBT并联的续流二极管仍然导通，使其工作在不控整流的状态，因此短路电流将不受换流器的控制。而且，其直流侧短路电流上升速度很快。根据Twenties示范工程的设计指标，短路电流上升速度可达到10kA/ms。因此直流电压可能在几ms内就会跌落至额定电压的80%以下。在如此短的时间内，交流侧断路器无法及时开断。因此，由于缺乏HVDCCB，在VSC-HVDC中通常使用电缆连接，以减少直流侧短路概率。可见，VSC-HVDC对HVDCCB的需求更加迫切。

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