混合式限流斷路器階段分析及其控制策略優化

趙曉明，葉辰之，李　霄，林獻坤，李福生，王　云，曹碧穎

(1. 上海理工大學 機械工程學院，上海200082；2. 上海電氣中央研究院，上海200070)

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混合式限流斷路器階段分析及其控制策略優化

趙曉明1，葉辰之2，李霄2，林獻坤1，李福生2，王云2，曹碧穎2

(1. 上海理工大學 機械工程學院，上海200082；2. 上海電氣中央研究院，上海200070)

摘要：針對傳統真空斷路器在微電網無縫切換時遇到的分斷速度慢的問題，提出基于高速機械開關和固態斷路器新型混合式交流限流斷路器的設計方案。對該斷路器在預期短路電流20 kA的工況下換流分斷過程分階段進行了分析，推導了限流斷路器短路分斷時間的計算公式, 并進行了不同關斷電感下的模擬仿真以驗證所建模型的正確性。在分析結論的基礎上完成了限流斷路器關鍵器件參數的設計。通過對分斷保護控制策略的優化，有效減小了觸頭分離時電弧的大小，提高了短路限流分斷性能。經仿真試驗改進后的400 V/450 A混合式限流斷路器可以將預期短路電流20 kA的故障電流限流至4 200 A以下并完成分斷，短路分斷時間僅不到1 ms。

關鍵詞：混合式限流斷路器；強迫換流；固態開關

0引言

近幾年來由風力發電、太陽能發電等分布式能源組成的微電網以其日漸成熟的技術和廣闊的應用前景而備受關注,旨在保護微電網的新型限流短路技術成為研究熱點。微電網主要由儲能單元、分布式能源、負載組成，并通過PCC點與公共電網相連。當公共電網側發生故障時，PCC點瞬間失壓，為保證負載持續可靠運行，則要求PCC點保護斷路器瞬間動作切斷微電網與公共電網的連接，實現孤島運行；……