2023高壓直流斷路器技術(shù)規(guī)范

Q/GDWXXXXX—XXXX

（規(guī)范性附錄）

高壓直流斷路器機(jī)械式高壓直流斷路器組成機(jī)械式高壓直流斷路器包含主通流支路、電流轉(zhuǎn)移支路和能量吸收支路。主通流支路由快速機(jī)械開關(guān)構(gòu)成；電流轉(zhuǎn)移支路由強(qiáng)迫換流組件與半導(dǎo)體組件構(gòu)成的觸發(fā)開關(guān)串聯(lián)構(gòu)成；能量吸收支路由能量吸收組件構(gòu)成。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見圖A.1。機(jī)械式直流斷路器拓?fù)潆娏鬓D(zhuǎn)移支路A.1.2.1無充電回路圖A.2.1電流轉(zhuǎn)移支路（無充電回路）A.1.2.2有充電回路圖A.2.2電流轉(zhuǎn)移支路（有充電回路）混合式高壓直流斷路器組成混合式高壓直流斷路器包含主通流支路、電流轉(zhuǎn)移支路和能量吸收支路。主通流支路由快速機(jī)械開關(guān)，或快速機(jī)械開關(guān)與半導(dǎo)體組件串聯(lián)構(gòu)成；電流轉(zhuǎn)移支路由半導(dǎo)體組件，或半導(dǎo)體組件與強(qiáng)迫換流組件串聯(lián)構(gòu)成；能量吸收支路由能量吸收組件構(gòu)成。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖見圖A.3。圖A.3混合式高壓直流斷路器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主通流支路A.2.2.1電力電子器件串聯(lián)結(jié)構(gòu)圖A.4.1.1主支路（電力電子器件串聯(lián)結(jié)構(gòu)）A.2.2.2電力電子器件模塊結(jié)構(gòu)圖A.4.1.2主支路（電力電子器件模塊結(jié)構(gòu)）電流轉(zhuǎn)移支路A.2.3.1半導(dǎo)體組件a）電力電子器件串聯(lián)結(jié)構(gòu)圖A.4.2.1半導(dǎo)體組件（電力電子器件串聯(lián)結(jié)構(gòu)）b)電力電子模塊結(jié)構(gòu)圖A.4.2.2半導(dǎo)體組件（電力電子模塊結(jié)構(gòu)）c)電力電子橋式結(jié)構(gòu)圖A.4.2.3半導(dǎo)體組件（電力電子橋式結(jié)構(gòu)）A.2.3.2強(qiáng)迫換流組件圖A.4.3一種典型強(qiáng)迫換流組件（耦合電抗器結(jié)構(gòu)）

（資料性附錄）

高壓直流斷路器工作原理機(jī)械式高壓直流斷路器機(jī)械式高壓直流斷路器采用人工過零的開斷原理。主通流支路導(dǎo)通直流系統(tǒng)負(fù)荷電流；直流系統(tǒng)故障后，高壓直流斷路器收到開斷命令，在電流轉(zhuǎn)移支路產(chǎn)生高頻振蕩電流，與主通流支路的電流疊加，主通流支路及電流轉(zhuǎn)移支路均流過電流，主通流支路在電流過零點(diǎn)將電流開斷后，線路電流轉(zhuǎn)移至電流轉(zhuǎn)移支路中；線路電流給轉(zhuǎn)移支路電容充電，斷口恢復(fù)電壓建立，將轉(zhuǎn)移支路電流強(qiáng)迫換流至能量吸收支路；能量吸收支路抑制高壓直流斷路器暫態(tài)開斷電壓，并吸收故障系統(tǒng)感性元件存儲(chǔ)能量，完成故障電流清除。機(jī)械式高壓直流斷路器的開斷過程見圖B.1。a）正向開斷過程ab）反向開斷過程b說明：t0——發(fā)生短路故障，主通流支路流過故障電流。t1——斷路器接收到保護(hù)動(dòng)作命令，快速機(jī)械開關(guān)執(zhí)行分閘命令。t2——主通流支路快速機(jī)械開關(guān)運(yùn)動(dòng)到指定開斷開距，轉(zhuǎn)移支路觸發(fā)開關(guān)動(dòng)作。t3——轉(zhuǎn)移支路振蕩電流與主通流支路電流進(jìn)行疊加，產(chǎn)生電流過零點(diǎn)，主通流支路快速機(jī)械開關(guān)熄弧。t4——斷口恢復(fù)電壓上升至避雷器動(dòng)作電壓，避雷器動(dòng)作，線路電流轉(zhuǎn)移至能量吸收支路。t5——避雷器吸能完成，故障清除。根據(jù)振蕩電流第一個(gè)半波與故障電流的方向，將開斷分為正向開斷與反向開斷。a正向開斷中，振蕩電流第一個(gè)半波與故障電流方向相反。B反向開斷中，振蕩電流第一個(gè)半波與故障電流方向相同。圖B.1機(jī)械式直流斷路器開斷時(shí)序混合式高壓直流斷路器混合式高壓直流斷路器主通流支路導(dǎo)通直流系統(tǒng)負(fù)荷電流；直流系統(tǒng)故障后，混合式高壓直流斷路器收到開斷命令，將電流轉(zhuǎn)移支路半導(dǎo)體組件開通，主通流支路半導(dǎo)體組件（若有）關(guān)斷或電流轉(zhuǎn)移支路強(qiáng)迫換流組件（若有）動(dòng)作，將主通流支路中電流強(qiáng)迫轉(zhuǎn)移至電流轉(zhuǎn)移支路中；快速機(jī)械開關(guān)運(yùn)行至足夠開距具備耐受最大暫態(tài)開斷電壓后，電流轉(zhuǎn)移支路半導(dǎo)體組件關(guān)斷，將電流轉(zhuǎn)移支路中電流強(qiáng)迫換流至能量吸收支路；能量吸收支路抑制混合式高壓直流斷路器暫態(tài)開斷電壓，并吸收故障系統(tǒng)感性元件存儲(chǔ)能量，完成故障電流清除。說明：t0——發(fā)生短路故障，主通流支路流過故障電流。t1——斷路器接收到保護(hù)動(dòng)作命令，電流轉(zhuǎn)移支路半導(dǎo)體組件開通，主通流支路半導(dǎo)體組件關(guān)斷。t2——故障電流完全強(qiáng)迫轉(zhuǎn)移。t3——主通流支路快速機(jī)械開關(guān)開斷完成，電流轉(zhuǎn)移支路半導(dǎo)