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直流断路器是直流电网系统在运行和保护过程中必不可少的关键设备。其作用是能够在数毫秒内快速切断电网内单条故障线路上的故障电流并重新连接,不影响别的设备和线路输电。
家里客厅的插排突然短路了,但分路开关没能力切断电流,导致总开关跳闸,影响了整个房间的用电。夏天厨房冰箱里的冷饮要默默流泪……
这时候,直流断路器的作用就显现出来了!因为有它,分路开关可以轻松切断短路电流,不会因为客厅插排短路,而影响厨房用电,我们又能愉快地吃冷饮了。
直流断路器能快速切断所在线路的故障电流并重新恢复线路连接,不影响其他正常线路运行,为柔性直流电网发展提供了可靠的设备支持。
作为工程投运前的“终极大考”,瞬时人工接地短路试验主要考核的是直流断路器、换流阀、换流变等一次设备性能,及保护设施、控制装置等二次设备性能。
这项试验考核柔性直流电网在短路电流冲击下的暂稳态性能,验证线路故障后的保护动作及重合闸是不是正确。对于验证系统的安全可靠性和发现安全风险隐患具备极其重大意义。
目前应用的高压直流断路器大致上可以分为混合式直流断路器、耦合负压式直流断路器、机械式直流断路器。
与混合式直流断路器相比,耦合负压式直流断路器主支路无电力电子开关,长期通流无需水冷设备。
与机械式直流断路器相比,耦合负压式直流断路器在重合闸时先导通转移支路,线路上仍然有故障电流时直接关断转移支路主支路机械开关无需动作。机械式直流断路器无论开通或关断都有必要进行主支路快速机械开关动作,机械开关寿命低。
中国能建北京设备公司与清华大学强强联合,仅用2年时间,就圆满完成耦合负压混合式直流断路器拓扑结构、突破低损耗高可靠换流技术,解决了电力电子开关双向可控通流及高效大容量开断问题等,研究成果完善了大容量直流超快速开断理论和技术体系,在拓扑结构、换流方式、产品研制、工程应用等方面实现了创新突破。
535千伏耦合负压混合式直流断路器在张北柔直工程中的应用,对推进我国柔性直流电网技术持续进步等具有重大战略意义。
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