文档介绍：混合式断路器的 IGBT 串联均压技术
查申森,郑建勇
(东南大学电气工程学院,江苏省南京市 210096)
Study on Technology of Voltage Sharing in Series for IGBT-Based Hybrid Circuit Breaker
ZHA Shen-sen, ZHENG Jian-yong
(School of Electrical Engineering, Southeast University, Nanjing 210096, Jiangsu Province, China)
作速度慢、动作一致性差,且在动作过程中常有电
弧产生、易损毁触头、使用寿命短的缺点。新型固态断路器(静止型断路器)利用现代大功率电力电子技术,在动作速度上具有较大的优势,但其容量有限、过负载能力差、正常工作时损耗大、不能完全开断隔离电路等缺点限制了固态断路器在电力系统中的应用[1]。
针对固态断路器的缺点,文献[2]提出利用真空断路器良好的静态特性,结合电力电子回路的动态特性构成混合式断路器(hybrid circuit breaker , HCB)。在机械式开关的基础上,用电力电子器件作为无触头开关与机械式开关的触头并联,构成一种新型断路器,即混合式电力电子断路器[2]。
混合式断路器应用于电力系统,关键在于其固态开关部分(电力电子换流装置)电压和电流承受能力的提高。绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)结合了功率 MOSFET 易驱动以及电力双极结型晶体管(bipolar junction transistor,BJT)通态损耗低的优点,具有优异的综合性能,已成为当前工业领域应用最广泛的全控型电力电子器件[3-6]。因此,混合式断路器中选用 IGBT 作为其固态换流元件[7]。
混合式断路器不是将机械式断路器与固态断路器简单并联,而是在综合机械式断路器与静止式固态断路器 2 者优点基础上进一步扩展功能。与机械式或静止式固态断路器相比,混合式断路器具有稳态工作时导通损耗小、无弧动作、动作快速等优点。
ABSTRACT: The insufficient capacity of single insulated gate
bipolar transistor (IGBT), which is used as the main device of power electronic current converter in hybrid circuit breaker, restraints the application of IGBTs in power system. In this paper, the topological structure of hybrid circuit breaker and its working principle are presented; based on the research on mechanism of factors affecting the voltage sharing in series for IGBTs and corresponding experimental ana