高压直流断路器开断直流电流的方式

有关高压直流断路器开断直流电流的方式，主要有二种，一种是叠加振荡电流法，一种是电流转移法。

1、叠加振荡电流法

该方法利用电弧的负阻特性，在直流电流上叠加一个振幅逐渐增大的振荡电流来制造“人工电流零点”，完成直流电流开断。

然而，当电弧电流大至一定程度时，其负阻特性将变得不明显，不能保证振荡电流稳定振荡到可产生零点的幅值，因此该类断路器开断电流的能力有一定的限制，由于结构简单，容易控制等优点，已成为目前实际工程中应用最多的一类直流断路器。

太平洋联络线直流工程应用了该类型断路器，1985年在成功进行现场测试后，包括开断线路、开断负载、切除故障和多端系统转换4种工况，该类型断路器已用于太平洋直流联络线的开断;

此外，20世纪90年代末，日本东芝公司制造的士500kV/3500A直流断路器也属于该类断路器，作为金属回路转换断路器被用于口本的本洲一四国的直流输电工程中。

2、电流转移法

该方法通过预充电电容放电来产生一个与系统电流方向相反的电流来制造“人工电流零点”。

采用该原理的断路器可以开断较大的直流电流，几开断时问较短，但该类型断路器的控制较为复杂，可靠性稍弱。

研发、制造、完善高压直流输电工程中实用的直流断路器，是目前中国发展多端直流输电技术UT4须解决的关键问题。

二、高压直流断路器开断短路电流的方式

高压直流断路器可以分为机械式高压直流断路器(mechanical HVDC circuit breaker)、固态高压直流断路器(solid-state HVDC circuit breaker)与混合式高压直流断路器(hybrid HVDC circuit breaker)。其开断短路电流的方法各有不同。

1. 机械式高压直流断路器

机械式高压直流断路器利用快速机械开关来开断短路电流。

优点：运行稳定、开断故障电流能力强、通态损耗小等。

缺点：由于自身结构的制约，断开时产生的电弧易损坏触头，故障电流切除时间较长，难以满足直流系统快速分断故障电流的要求。

2. 固态高压直流断路器

固态高压直流断路器的基本框图如下图所示，包含一个主开关、一个辅助开关和一组无源组件。主开关承载正常操作期间的电流；当故障发生时，辅助开关和无源组件断开电路并耗散故障能量。

优点：开断时间短；体积较小且无电弧产生。

缺点：容易过压过流、通态损耗高等。

固态高压直流断路器开断短路电流的方式可以分为两种：(1) 电压换向；(2) 电流换向

2.1 电流换向

在电流换向方式中，将一个附加电路与电力电子开关电路并联以承载正常电流。

正常情况下，没有电流流过该并联路径。在故障状态下，该并联电路向主开关所在的主路径注入电流，以这样的方式限制流通在主路径中的故障电流，且随后将主开关关断。