Page 84 - 配电网及其自动化技术研究

配电网及其自动化技术研究
Research on Power Distribution Network and Its Automation Technology

备大容量传送能力、高电压变比、能量双向流动的能力；第三，直流断路器。直

流断路器是直流配电网发展的基础，它起着故障隔离的作用，对直流配电网的安
全运行非常关键。目前，400V以下的低压断路器已经逐步实现工业化，可以在
低压直流配电网中得到应用，而中、高压直流断路器的研发也取得了一些突破。
2012年11月，ABB公司将机械动力学与电力电子设备结合，宣称开发了世界上第

一台高压直流断路器，能够在5ms内断开9kA的电流呵。今后，随着电力电子器
件技术的进步，将会有性能更优越的直流断路器问世；第四，直流开关接插件。
在直流低压配电网中，直流电的接合与断开的瞬间会产生较大的电弧，现有的交

流开关，插座接头等不能直接应用。因此，作为推动直流配电网普及的基础性工
作，直流开关、直流插头和插座的研发，将会成为一个值得研究的方向。
4.保护与故障诊断
直流配电网的保护主要分为保护设备、保护策略与故障诊断3个方面。保

护设备主要有熔断器、隔离开关、直流断路器和电力电子模块PEBB（Power
Electronice Building Block）4类，随着直流断路器技术的进步，熔断器和隔离开
关已经逐步被直流断路器所取代，机械式直流断路器已经在低电压等级的直流配

电工程中得到广泛应用，固态直流断路器由于分断速度快、工作频率高、无电
弧，可靠性高等优点得到广泛关注，混合式直流断路器通过机械开关导通电流，
固态电力电子器件分断电流，兼顾机械式直流断路器良好的静态特性和固态直流

断路器的动态特性。随着半导体电力电子器件的发展，固态直流断路器和混合
式直流断路器将会在直流配电系统中得到普遍应用。除此之外，基于模块化的
PEBB技术由于其灵活性与便捷性，在电力系统继电保护领域得到了拓展，并且

在舰船直流配电中实现了限制短路电流、快速隔离故障的保护功能。随着技术的
发展，PEBB技术在直流配电系统中具有一定的应用前景。
在保护策略方面，可以划分为含直流断路器的保护措施与不含直流断路器的
保护措施。基于直流断路器的保护是利用直流断路器直接清除故障。时使用电力

电子变换器和PEBB设备限制、中断故障电流，进一步提高保护系统性能。不基
于直流断路器的保护主要采用交流断路器和直流侧隔离开关配合，使用直流电流
突变、直流功率或直流功率突变等方法检测是否发生直流故障，发生故障后跳开

所有交流侧断路器断开故障电流，判断故障所在线路后跳开故障线路两端隔离开
关实现故障隔离后，交流侧断路器重合实现无故障系统重新供电。

76