大連理工學(xué)者提出一種用于配電系統(tǒng)的新型機(jī)電混合斷路器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
2023-4-17 15:51:02??????點(diǎn)擊：
傳統(tǒng)機(jī)械開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)存在以下暫態(tài)過(guò)程：開(kāi)斷過(guò)程除了燃弧階段會(huì)燒蝕觸頭，降低開(kāi)關(guān)使用壽命外，弧后階段的弧隙在介質(zhì)恢復(fù)（DR）過(guò)程與暫態(tài)恢復(fù)電壓（TRV）競(jìng)爭(zhēng)的作用下容易發(fā)生重燃，降低故障開(kāi)斷的成功率。在關(guān)合過(guò)程中常見(jiàn)的觸頭彈跳與預(yù)擊穿，可能產(chǎn)生涌流和暫態(tài)過(guò)電壓，同樣威脅電力系統(tǒng)的安全。
另一方面，隨著電力電子器件的發(fā)展，晶閘管投切電容器組、模塊化多電平換流器、柔性多狀態(tài)開(kāi)關(guān)、零點(diǎn)投切等技術(shù)在電力系統(tǒng)領(lǐng)域展現(xiàn)出很好的發(fā)展勢(shì)頭。但電力電子器件存在的通態(tài)損耗及單元工作電壓偏低的問(wèn)題，困擾其在電力系統(tǒng)領(lǐng)域中的應(yīng)用與推廣。為了結(jié)合兩種開(kāi)關(guān)的優(yōu)勢(shì)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，研究人員提出了機(jī)電混合斷路器的新思路。
但有關(guān)交流應(yīng)用場(chǎng)景下的混合開(kāi)關(guān)大多為簡(jiǎn)單機(jī)械斷口，電氣性能參數(shù)水平有限，多用于低載荷的變壓器有載分接開(kāi)關(guān)及配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償電容器投切開(kāi)關(guān)等占比很小的一些應(yīng)用，其控制電流和電場(chǎng)應(yīng)力都比較小，無(wú)法應(yīng)用于量大面廣的配電斷路器領(lǐng)域及中高壓輸電線路的大容量無(wú)功補(bǔ)償。
新型機(jī)電混合斷路器結(jié)合了機(jī)械式開(kāi)關(guān)與電力電子器件各自的優(yōu)勢(shì)、克服二者的短板。為降低傳統(tǒng)機(jī)械式斷路器動(dòng)作過(guò)程產(chǎn)生的觸頭燒蝕、暫態(tài)恢復(fù)電壓與介質(zhì)恢復(fù)過(guò)程的競(jìng)爭(zhēng)、關(guān)合涌流等暫態(tài)過(guò)程的影響，大連理工大學(xué)的郭興宇、黃智慧、梁德世、鄒積巖，在2022年第24期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》上撰文，提出用于配電網(wǎng)的機(jī)電混合斷路器新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在中壓斷路器范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)暫態(tài)分合閘操作。試驗(yàn)結(jié)果表明，新型機(jī)電混合斷路器的零區(qū)過(guò)程由并聯(lián)二極管主導(dǎo)，真空滅弧室可以實(shí)現(xiàn)微弧甚至無(wú)弧開(kāi)斷，化解了真空開(kāi)關(guān)熄弧重?fù)?dān)。
另一方面，隨著電力電子器件的發(fā)展，晶閘管投切電容器組、模塊化多電平換流器、柔性多狀態(tài)開(kāi)關(guān)、零點(diǎn)投切等技術(shù)在電力系統(tǒng)領(lǐng)域展現(xiàn)出很好的發(fā)展勢(shì)頭。但電力電子器件存在的通態(tài)損耗及單元工作電壓偏低的問(wèn)題，困擾其在電力系統(tǒng)領(lǐng)域中的應(yīng)用與推廣。為了結(jié)合兩種開(kāi)關(guān)的優(yōu)勢(shì)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，研究人員提出了機(jī)電混合斷路器的新思路。
但有關(guān)交流應(yīng)用場(chǎng)景下的混合開(kāi)關(guān)大多為簡(jiǎn)單機(jī)械斷口，電氣性能參數(shù)水平有限，多用于低載荷的變壓器有載分接開(kāi)關(guān)及配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償電容器投切開(kāi)關(guān)等占比很小的一些應(yīng)用，其控制電流和電場(chǎng)應(yīng)力都比較小，無(wú)法應(yīng)用于量大面廣的配電斷路器領(lǐng)域及中高壓輸電線路的大容量無(wú)功補(bǔ)償。
新型機(jī)電混合斷路器結(jié)合了機(jī)械式開(kāi)關(guān)與電力電子器件各自的優(yōu)勢(shì)、克服二者的短板。為降低傳統(tǒng)機(jī)械式斷路器動(dòng)作過(guò)程產(chǎn)生的觸頭燒蝕、暫態(tài)恢復(fù)電壓與介質(zhì)恢復(fù)過(guò)程的競(jìng)爭(zhēng)、關(guān)合涌流等暫態(tài)過(guò)程的影響，大連理工大學(xué)的郭興宇、黃智慧、梁德世、鄒積巖，在2022年第24期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》上撰文，提出用于配電網(wǎng)的機(jī)電混合斷路器新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在中壓斷路器范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)暫態(tài)分合閘操作。試驗(yàn)結(jié)果表明，新型機(jī)電混合斷路器的零區(qū)過(guò)程由并聯(lián)二極管主導(dǎo)，真空滅弧室可以實(shí)現(xiàn)微弧甚至無(wú)弧開(kāi)斷，化解了真空開(kāi)關(guān)熄弧重?fù)?dān)。
