高压直流断路器控制保护系统设计与开发

（南京合智电力科技有限公司，南京 210028）

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柔性直流输电是基于VSC（电压源换流器）和PWM（脉宽调制）的直流输电技术，具有无功功率、有功功率可独立控制，无需无源滤波及无功补偿设备，可向无源负荷供电，潮流翻转时电压极性不改变等优势，适合新能源并网和构建多端直流输电及直流电网[1-9]。然而柔性直流输电系统中，由于电压源型换流器的拓扑特殊性，直流侧故障时故障电流上升速度快、峰值大，如果不能及时切除故障，会造成柔性直流系统的停运，影响柔性直流输电的运行灵活性和供电可靠性，因此，直流侧故障隔离技术一直受到广泛关注。直流断路器既可在系统正常运行时改变运行方式，又可在直流系统不停电情况下快速切除故障元件，是构建多端直流输电和直流电网的关键设备[10-11]。

目前高压直流断路器主要分为机械式高压直流断路器、全固态高压直流断路器以及混合式高压直流断路器[12]。机械式直流断路器的分断时间长[13-15]，固态式直流断路器通态损耗极高[16-18]，而混合式高压直流断路器综合两者优点，通态损耗低且开断速度快，成为目前研究的热点[19-27]。2012年，ABB 公司研制了基于IGBT（绝缘栅双极型晶体管）直串技术与快速机械开关的320 kV/9 kA 样机模型，其开断时间5 ms，最大开断电流5 kA[19]。2016 年，全球能源互联网研究院研制的基于H桥级联的200 kV 高压直流断路器成功应用于舟山五端柔性直流输电工程，开断时间为3 ms，最大开断电流15 kA[24]。其后，南瑞继保电气有限……