基于模块化多电平换流器的柔性直流输电技术具有不存在换相失败、有功和无功解耦控制、谐波畸变小、拓展性好等技术优势，是解决风电、光伏大规模并网和远距离输送问题的有效手段。然而，直流故障电流上升速度快、幅值高且无过零点，而电力电子设备耐浪涌能力差，对直流断路器（DCCircuitBreaker,DCCB）的动作时间和开断能力都提出了极高的要求。

直流断路器主要分为三类：固态式直流断路器、混合式直流断路器和机械式直流断路器。其中，机械式直流断路器主要采用机械开关、电容、金属氧化物避雷器等元件，具有微损耗、低成本、小体积和便于维护的优势，具有广泛的应用前景。

在双碳背景下，远海风电经柔性直流系统送出被认为是海上风电并网的主流技术路线，新场景也对机械式直流断路器提出了一些新要求，尤其是远海风场换流器出口空间宝贵，也决定了机械式直流断路器应向轻型化、紧凑化的方向发展。但现有的换流方式存在预充电系统耐压高、预充电容的容量高、开断过程的预充能量损失率高、换流时间长、小电流熄弧不稳定的问题，成为机械式直流断路器的发展瓶颈。

针对上述问题，智能电网教育部重点实验室（天津大学）、国网山西省电力公司电力科学研究院的研究人员李斌、李鹏宇、温伟杰、刘海金，在年第9期《电工技术学报》上撰文，提出一种谐振型机械式直流断路器（RM-DCCB）。

图1谐振型机械式直流断路器拓扑

研究人员通过控制晶闸管的导通时刻并利用其过零自关断特性，逐次在换流支路注入能量，产生了幅值递增的谐振电流。研究了谐振型机械式直流断路器的换流特性、数学模型和参数设计方法。通过仿真验证了谐振型机械式直流断路器的开断可行性和参数设计的正确性。

图2换流支路电气参数设计方法步骤

他们指出：1）不同机械式直流断路器的换流过程可描述为电压激励在LC回路引发的振荡过程，其换流能力由电压激励及换流回路的电容、电感决定；2）通过精确控制快速晶闸管的导通时间，确保电压激励的频率与换流支路固有频率相同，使谐振型机械式直流断路器产生串联谐振现象，可实现不同幅值直流电流的可靠换流；3）基于双电容构造的换流支路，在换流过程中需考虑预充电容的电压跌落，实现谐振型机械式直流断路器电气参数的准确设计。

研究人员表示，该谐振型机械式直流断路器可降低机械式直流断路器的换流时间、充电系统耐压要求、预充能量、能量损失率、机械开关熄弧压力，促进了机械式直流断路器的轻型化发展，是一种具备综合技术优势的换流新方法。

本文编自年第9期《电工技术学报》，论文标题为“机械式直流断路器性能分析及谐振换流方法”。本课题得到了国家自然科学基金和天津市自然科学基金资助项目的支持。

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