在分布式直流電力系統(tǒng)中,為了防止故障對系統(tǒng)的整體影響,提出一種基于雙向晶閘管（TRIAC）和Z源阻抗網(wǎng)絡結合的雙向直流斷路器,與傳統(tǒng)的直流斷路器相比,無需額外的故障檢測、控制環(huán)節(jié),增強了系統(tǒng)的可靠性。分析了雙向Z源直流斷路器的工作原理和拓撲結構,給出了故障時的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)數(shù)學模型。通過PLECS軟件對負載短路故障進行了仿真,并搭建實驗平臺進行了短路開斷實驗,最后,仿真和實驗結果表明,雙向Z源直流斷路器能夠自動響應并切除故障,還可以根據(jù)需求調整故障關斷時間和故障電流額定值。 

【文章來源】：制造業(yè)自動化. 2020,42(11)CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

傳統(tǒng)全控型直流斷路器結構圖

為了克服傳統(tǒng)的基于全控型器件的單向直流固態(tài)斷路器的不足，提出雙向Z源直流固態(tài)斷路器。如圖2所示。如圖2虛線框所示，包括一個雙向可控硅（TRIAC）和兩個Z源阻抗網(wǎng)絡，當發(fā)生短路故障時雙向可控硅能夠自動關斷，無需外部檢測和控制電路，在直流電路的應用中更加方便，安全性更高。

Z源網(wǎng)絡結構如圖3所示，包括一對LC回路，并聯(lián)在電感兩端的二極管D和電阻R組成電流的吸收回路[5]。由于提出的雙向Z源直流斷路器中的Z源網(wǎng)絡在雙向可控硅兩側對稱分布，當任一端作為電源輸入時，發(fā)生短路故障的原理是相同的，下面以斷路器左側為電源端，右側為負載端進行理論分析。正常工作時，電流經(jīng)過Z源網(wǎng)絡的兩個電感，直流通路中電感相當于導線，電源給Z源網(wǎng)絡的兩個電容充電，直至電容電壓和電源電壓相等。通過圖4可以看出，雙向Z源直流固態(tài)斷路器開通時，雙向可控硅兩端的電壓迅速跌落，由于電容的存在，開通電流有瞬間的上升，經(jīng)過600us左右后回到正常工作電流，開通特性較為穩(wěn)定。


本文編號：3285076