快速直流断路器研究现状与展望_刘路辉

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1、第37卷第4期中国电机工程学报Vol.37No.4Feb.20,20179662017年2月20日ProceedingsoftheCSEE©2017Chin.Soc.forElec.Eng.DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.160976文章编号：0258-8013(2017)04-0966-12中图分类号：TM561快速直流断路器研究现状与展望刘路辉，叶志浩，付立军，熊又星，吴楠(舰船综合电力技术国防科技重点实验室(海军工程大学),湖北省武汉市430033)Research&Deve

2、lopmentStatusandProspectsofFastDCCircuitBreakersLIULuhui,YEZhihao,FULijun,XIONGYouxing,WUNan(NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonVesselIntegratedPowerSystem(NavalUniversityofEngineering),Wuhan430033,HubeiProvince,China)[1]ABSTRACT:Thefastdirectcurre

3、ntcircuitbreakeristhekey有专家将这一现象称为“直流电复仇记”。作为equipmenttorealizetherapidisolationofthefaultcomponents直流电网的重要保护设备，快速直流断路器也随之andtheconstructionofthedirectcurrentpowersystem.The成为了近年来电器学科的研究热点[2-8]。requirementsoffastdirectcurrentcircuitbreakerputforward在船舶动力领域，综

4、合电力系统已成为国内外bydirectcurrentpowersystemwereanalyzed.The[9]舰船动力的发展方向。其核心思想是将传统舰船fundamentalmechanismsofdifferentmethodstobreakdirect中相互独立的机械推进和电力两大系统合二为一，currentwerepresented.Thestateoftheartresearchand以电能的形式统一为推进、武器、通信、导航和日developmentoftheairdirectcurrentcircu

5、itbreaker,thesolidstatedirectcurrentcircuitbreaker,thehybriddirectcurrent用设备等供电，实现了全舰能源的综合利用，被誉circuitbreakerwerereviewed.Somepointsforthe为舰船动力的第三次革命。采用中压直流电制的综developmentoffastdirectcurrentcircuitbreakerwere合电力系统具有效率和功率密度高，体积和重量presentedaswell.小，易于与高能武器、传感器

6、等先进设备集成，系KEYWORDS:directcurrent;directcurrentcircuitbreaker;统生命力更强等诸多优势，成为舰船综合电力系统[10-11]solidstatecircuitbreaker;hybriddirectcurrentcircuitbreaker未来的发展的趋势。大容量舰船直流电力系统(HDCCB);research&development(R&D)线路短、阻抗低、时间常数小，短路电流初始上升摘要：快速直流断路器是实现直流电网故障元件快速隔离、率通常超过20kA/

7、ms，短路电流在几个ms的时间[12]构建直流电网的关键设备。该文分析了直流电力系统对快速内便可攀升至100kA以上，对直流断路器的速动直流断路器的需求，对空气式直流断路器、直流固态断路器、性和分断能力提出了很高的要求。缺乏可用的大容混合型直流断路器(hybridDCcircuitbreaker，HDCCB)的工量快速直流断路器制约了舰船综合电力系统的工作原理、优缺点和研究现状进行综述，最后对快速直流断路程实现。器研发中的关键问题进行了展望。在输电领域，电压源换流器技术具有有功功率关键词：直流；直流断路器；固态

8、断路器；混合型直流断路与无功功率可以独立控制、无需滤波及无功补偿设器；研发现状备、可向孤岛供电、潮流翻转时电压极性不变等优[13]0引言势。基于电压源换流器的柔性直流高压输电技术(voltage-sourcedconverterhigh-voltagedirect随着技术的进步，直流电力系统在舰船、直流current，VSC-HVDC)快速发展，多端柔性直流输电输配电、新能源并网、轨道