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基于晶闸管的混合式高压直流断路器重合闸控制策略
基于晶闸管的混合式高压直流断路器重合闸控制策略
摘要：
随着现代电力系统的发展，高压直流传输技术被广泛应用于大容量长距离输电和海上风电等场景。然而，由于直流电路具有断开电流困难、易产生电弧等特点，直流断路器的可靠重合闸控制策略成为了研究的焦点。本论文研究了基于晶闸管的混合式高压直流断路器的重合闸控制策略，并通过仿真和实验验证了该策略的有效性。
1.引言
高压直流传输技术作为一种高效的输电方式，在现代电力系统中发挥着重要的作用。直流断路器作为保护电力系统的关键设备，对于确保电力系统的安全运行起着至关重要的作用。传统的直流断路器采用机械联锁或工字形电弧消弧室，但其存在电弧延续时间长、容量大、体积庞大等问题。基于晶闸管的混合式高压直流断路器由于具有快速开关速度、故障电流小、体积小等特点，逐渐被广泛采用。本论文旨在研究和探讨基于晶闸管的混合式高压直流断路器的重合闸控制策略，提高断路器的可靠性和安全性。
2.直流断路器的基本原理
直流断路器是为了在开关合闸时能够实现电流的零穿越而设计的。在断路器接通时，当电流达到特定值时，断路器开关打开，阻断电流。在断路器分断时，电流逐渐减小，减小到特定值时，断路器开关关闭，完成电流的零穿越。传统的机械断路器通过机械联锁实现这种零穿越，而基于晶闸管的混合式断路器通过电子控制实现。
3.晶闸管的基本特性
晶闸管作为一种电子开关元件，具有可控硅的特性。晶闸管可在电压控制下实现可控整流和可控关断，具有低电压损失和可靠性高的优点，被广泛应用于高压直流输电领域。基于晶闸管的混合式断路器将其运用于控制断路器的开关过程。
4.确定重合闸控制策略
基于晶闸管的混合式高压直流断路器的重合闸控制策略包括判断闭锁条件、控制晶闸管的导通和断开、实现电流的零穿越。在闭锁条件判断中，需要对电流、电压等参数进行监测，当电流、电压等参数符合预设范围时，判断闭锁条件满足，进行下一步操作。控制晶闸管的导通和断开需要根据闭锁判断结果发出信号控制晶闸管的状态，实现开和关的过程。电流的零穿越是通过监测电流的大小实现，当电流减小到特定值时，触发断路器的分断动作。
5.仿真和实验结果分析
通过基于Matlab/Simulink的仿真模型，验证了基于晶闸管的混合式断路器重合闸控制策略的可行性。仿真结果显示，采用该策略可以实现断路器的快速且可靠的重合闸操作。此外，通过实验平台的搭建和实际实验的进行，进一步验证了仿真结果的准确性。
6.结论
本论文研究了基于晶闸管的混合式高压直流断路器的重合闸控制策略。通过仿真和实验的结果验证，该策略能够实现断路器的快速和可靠的重合闸操作。在实际应用中，该策略可以提高断路器的可靠性和安全性，进一步推动高压直流传输技术的发展。
关键词：晶闸管；混合式断路器；重合闸控制策略；可靠性；安全性