[00856493]独立直流供电系统超快速保护关键技术及应用

项目属于电气工程学科电力系统及其自动化领域的研究范畴。 近年来，随着综合电力系统、可再生能源发电产业的持续发展以及轨道交通、电动汽车行业的日新月异，独立直流供电系统得以广泛应用，而超快速保护技术是确保系统安全可靠运行的关键，也是独立直流供电系统发展所面临的世界性难题之一。一方面，短路电流初始上升率极高，且峰值巨大；另一方面，逆变器的支撑电容能量有限，迫使保护装置必须在几个ms以内切除短路故障。传统保护电器的分断能力和速度皆远不能满足上述需求，为此，亟待开展预期分断能力高、速度快的直流保护电器研制工作。 该项目在国家自然科学基金、湖北省自然科学基金、中国博士后科学基金、军内科研及企业、研究机构横向合作等10多个项目的资助下，一方面，提出了基于电磁斥力原理的高速触头驱动机构并联电力电子开关的混合型断路器保护方案，开展了高速电磁斥力机构驱动、短路电流快速检测以及基于电力电子器件的混合型拓扑结构设计等研究工作；另一方面，提出了爆炸铜桥并联灭弧熔丝的混合型熔断器保护方案，开展了电弧触发型无源电流检测、爆炸辅助式铜桥开断及介质恢复、灭弧熔丝设计等研究工作。 在中国面临严密技术封锁的环境下，在国家正积极解决各类技术国产化的新形势下，项目组解决了独立直流供电系统快速性保护相关的一系列关键技术问题。与国内西交大、上海电科所、中船重工集团等单位相比，该项目在技术研究的基础上，基本已经完成了中低压等级的技术产品化问题，形成了具有完全自主知识产权的直流超快速保护系列产品。 基于该项目相关成果，在《IEEE Transactions on Power Delivery》、《IEEE Transactions on PlasmaScience》、《中国电机工程学报》、《电工技术学报》、《高电压技术》、《电力自动化设备》等国内外知名期刊上发表论文七十余篇(其中SCI收录2篇，EI收录50余篇)，授权国家发明专利 4项，其中“电弧触发型混合限流熔断器”获第二十届全国发明展览会银奖。 基于该项目相关成果，成功研制出直流0～5kV/0～6kA等级的超快速混合型断路器与混合型熔断器产品，直接应用于各类型船舶、智能微网、电动汽车等领域，很好地解决了中低压直流保护的快速性难题，使直流系统能量等级得以有效提升，确保了独立直流供电系统的可靠运行，具有显著的社会与经济效益。