新型直流固态限流断路器设计与分析
本文关键词: 固态限流断路器 集成门极换流晶闸管 普通晶闸管 小电流 故障大电流 分断时间 并联工作 出处:《中国电机工程学报》2017年04期 论文类型:期刊论文
【摘要】:采用功率半导体器件实现的固态断路器(solid state circuit breaker,SSCB)具有无弧、快速、精确的分断性能,应用前景十分广阔。该文在传统固态断路器基础上提出了一种基于集成门极换流晶闸管(integrated gate commutated thyristor,IGCT)和普通晶闸管(silicon controlled rectifier,SCR)的新型直流固态限流断路器(solid state current limiting circuit breaker,SSCLCB)技术方案,能显著减小小电流分断时间,改善主开关IGCT并联工作的可靠性,提高断路器功率等级,并完成了1500V/4000A断路器原理样机的初步设计。在理想直流系统中的限流分断过程仿真结果表明,断路器能在50μs时间内实现13k A、20A/μs短路电流的换流分断,并将短路电流峰值限制在17k A以内。样机试验结果显示,4000A正常工作电流直接分断时间不超过10μs,并在50μs内完成了13k A短路电流的换流分断,验证了新型直流固态限流断路器技术方案的正确性和实际应用的可行性。
[Abstract]:Solid state state circuit breaker based on power semiconductor device has no arc, fast and accurate breaking performance. This paper presents a novel solid state current limiting circuit breaker based on integrated gate commutated thyristor (IGCT) and common thyristor silicon rectifier (SCR) based on traditional solid-state circuit breakers. It can significantly reduce the break time of small current, improve the reliability of the main switch IGCT parallel operation, and increase the power level of the circuit breaker. The preliminary design of the prototype of 1500V / 4000A circuit breaker is completed. The simulation results of current limiting and breaking process in ideal DC system show that the circuit breaker can realize the conversion and break of 13kAn 20A / 渭 s short circuit current in 50 渭 s. The peak value of short-circuit current is limited to 17kA. The result of prototype test shows that the direct breaking time of normal working current is not more than 10 渭 s, and the converter of 13Ka short-circuit current is completed in 50 渭 s. The correctness of the technical scheme and the feasibility of practical application of the new DC solid state current limiting circuit breaker are verified.
【作者单位】: 武汉船用电力推进装置研究所船舶综合电力技术重点实验室;
【分类号】:TM561
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