基于電容加壓/續(xù)流回路的直流開斷原理與仿真

肖立業(yè)，張志豐，滕尚甫，韋統(tǒng)振，邱清泉，林良真

(1. 中國(guó)科學(xué)院應(yīng)用超導(dǎo)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100190； 2. 中國(guó)科學(xué)院電工研究所，北京 100190； 3. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049)

1 引言

實(shí)踐證明，基于電壓源型換流器的高壓直流輸電技術(shù)(Voltage Source Converter based High Voltage DC Transmission Technology，VSC-HVDC，我國(guó)也稱為柔性直流輸電技術(shù)，簡(jiǎn)稱柔直)是實(shí)現(xiàn)可再生能源并網(wǎng)的有效手段，因而近年來(lái)基于柔直的多端直流輸電技術(shù)(Multi-Terminal DC transmission technology, MTDC)得到了快速的發(fā)展[1-5]。2020年6月，世界首個(gè)具有直流網(wǎng)孔的500 kV柔直輸電示范工程在河北張家口建成，將為2022年冬奧會(huì)提供清潔的電力供應(yīng)[6]。為了促進(jìn)柔性直流輸電技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，研究和開發(fā)面向MTDC和柔直電網(wǎng)的直流斷路器成為重要的任務(wù)。圍繞這個(gè)任務(wù)，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外先后開展了大量的研究和示范工作，并取得了快速的發(fā)展和一系列重要的成果[7-10]。

從原理上來(lái)講，目前已有的高壓直流斷路器主要分成三種類型[11,12]。第一類是基于人工過(guò)零的機(jī)械式直流斷路器，第二類是基于IGBT等可關(guān)斷器件和快速機(jī)械開關(guān)的混合式直流斷路器，第三類是基于電力電子器件的固態(tài)直流斷路器。然而，這三種類型的直流斷路器都可以簡(jiǎn)化為圖1所示的結(jié)構(gòu)，即直流斷路器的結(jié)構(gòu)大體上都可以看成是由通流支路、轉(zhuǎn)移支路和吸能支路并聯(lián)構(gòu)成。在開斷過(guò)程中，通過(guò)將通流支路上的短路電流先轉(zhuǎn)移至轉(zhuǎn)移支路，進(jìn)而轉(zhuǎn)移至吸能支路(一般通過(guò)MOV閥組來(lái)構(gòu)成)，并由吸能支路吸收輸電線路上電感的剩余能量，從而達(dá)到將短路電流徹底開斷的目的。這種方式存在的主要問(wèn)題在于：一是在通流支路和轉(zhuǎn)移支路開斷后，直流電源仍然通過(guò)MOV閥組提供故障電流，直至短路電流降為零，這就降低了有效開斷速度，并使得直流換流器承受短路電流時(shí)間較長(zhǎng)；二是采用MOV閥組全部吸收電感上的能量，導(dǎo)致MOV閥組吸能量過(guò)大，影響MOV閥組的長(zhǎng)期可靠性。

圖1 現(xiàn)有高壓直流斷路器的構(gòu)成方式Fig.1 Structure of existed DC breaker

為了解決上述問(wèn)題，本文作者提出了基于電容續(xù)流的直流斷路器方案[13,14]，在主開斷支路開斷后，限流電感可通過(guò)電容續(xù)流，從而在主開斷支路開斷后，電源就不再提供短路電流，從而提高了有效開斷速度，并可減少M(fèi)OV閥組的吸能量從而提高其可靠性。本文在前期研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出了基于電容續(xù)流回路的新型直流斷路器原理，并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上，對(duì)基于續(xù)流回路的直流開斷原理進(jìn)行了討論。

2 電路結(jié)構(gòu)及工作原理

本文所提出的新型直流斷路器的電路結(jié)構(gòu)如圖2所示，它由主開關(guān)回路上的快速真空開關(guān)S及電力電子開關(guān)D0、T0以及電容加壓/續(xù)流模塊、限流電感L0和L、負(fù)荷開關(guān)K(可采用快速隔離開關(guān))組成。電流的參考方向如圖2所示。為了簡(jiǎn)便起見，在本文后續(xù)仿真中，以兩電平柔直系統(tǒng)為例，但所提出的結(jié)構(gòu)也可以用于模塊化多電平換流器(Modular Multilevel Converter，MMC)的柔直系統(tǒng)，只是仿真和分析過(guò)程略顯復(fù)雜一些。其工作原理如下：

(1)初始準(zhǔn)備過(guò)程。在直流線路投入運(yùn)行之前，先斷開K并導(dǎo)通K1、K2(此處與K1、K2并聯(lián)的電阻R3、R4取MΩ量級(jí))，然后導(dǎo)通快速真空開關(guān)S，此時(shí)晶閘管T1處于斷開狀態(tài)，電源通過(guò)二極管D2、電阻R1和D3、電阻R2分別給電容器C1和C2充電，待電容器C1和C2充電至額定電壓，即斷開K1、K2并導(dǎo)通K，線路投入運(yùn)行。為了減少機(jī)械開關(guān)數(shù)量，也可以將D2、D3改為晶閘管并將K1、K2、R3、R4去掉，這樣可以使電路進(jìn)一步簡(jiǎn)化。

(2)開斷過(guò)程。如果輸電線路發(fā)生故障，檢測(cè)到故障后，立即指令S斷開，待S的觸頭移動(dòng)到安全開距后，脈沖觸發(fā)導(dǎo)通T1，C1和C2的電壓疊加在一起，迫使L0(設(shè)定L0<

(3)吸能過(guò)程。主開關(guān)回路開斷后，C1和C2繼續(xù)通過(guò)L形成續(xù)流回路，當(dāng)電容放電完畢后，電感將分別通過(guò)D4、r1和D5、r2并對(duì)電容C1、C2反向充電，部分電感能量通過(guò)r1、r2及MOV1和MOV2得到釋放。由于晶閘管T1單向?qū)?，待電容反充電結(jié)束后，電感電流降至零時(shí)可斷開K，同時(shí)C1、r1、D4及C2、r2、D5分別形成RDC放電回路，電容的能量得以快速釋放，而T1則自動(dòng)斷開。

(4)重合閘過(guò)程。在(3)的吸能過(guò)程結(jié)束后，即可重新導(dǎo)通S、K1、K2并對(duì)電容C1、C2充電，待電容充電完畢并關(guān)斷K1、K2，在設(shè)定的重合閘時(shí)間再次導(dǎo)通K。如果重合閘不成功，則重復(fù)上述(2)、(3)過(guò)程完成短路電流的開斷和吸能過(guò)程。

圖2 新型直流斷路器的電路原理結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Electric circuit of novel DC breaker

圖2中，快速真空開關(guān)串聯(lián)了一組由二極管D0和晶閘管T0組成的電力電子開關(guān)，其目的是為了確保直流斷路器在正常狀態(tài)時(shí)可以雙向傳輸功率。當(dāng)傳輸電流自圖2中的左側(cè)母線向輸電線路方向時(shí)，電流通過(guò)S和D0，這種情況下的開斷過(guò)程與上述分析(2)、(3)、(4)相同。當(dāng)傳輸電流自輸電線路注入母線時(shí)，電流流經(jīng)T0和S。在這種情況下，如果輸電線路發(fā)生短路故障，則流經(jīng)T0的電流先減少，然后反向至T0關(guān)斷再流經(jīng)D0，后續(xù)過(guò)程也與上述分析相同。需要指出的是，圖2中的D0和T0也可以改由IGBT組成，這樣圖2中的主開關(guān)電路還可以修改為圖3所示的電路。當(dāng)輸電線路發(fā)生故障時(shí)，觸發(fā)晶閘管T導(dǎo)通并立即關(guān)斷IGBT，迫使電流轉(zhuǎn)移至晶閘管T，并同時(shí)觸發(fā)S關(guān)斷，待S移動(dòng)到安全開距后，再觸發(fā)T1導(dǎo)通，當(dāng)L0上的電流反向時(shí)，晶閘管T自然關(guān)斷而二極管D導(dǎo)通，隨著電容的電壓進(jìn)一步下降，流過(guò)L0的電流將逐步減少，當(dāng)流過(guò)L0的電流再次反向時(shí)，二極管D即可截?cái)嚯娫垂?yīng)的電流。

圖3 一種直流斷路器主開關(guān)結(jié)構(gòu)法的替代方案Fig. 3 Alternative for main switch of DC breaker

由于圖2和圖3中的D0和T0或IGBT并不承擔(dān)開斷電壓，所以采用少量器件串聯(lián)即可，但仍然會(huì)增加正常運(yùn)行時(shí)的損耗。為此，根據(jù)文獻(xiàn)[15]的啟示，一個(gè)可行的改進(jìn)方案如圖4所示，即在快速真空開關(guān)S兩端并聯(lián)兩組二極管反串聯(lián)電路，反向二極管組之間再接入圖2中的電容加壓/續(xù)流模塊。其工作原理是：檢測(cè)到故障時(shí)，先觸發(fā)S分閘，當(dāng)S觸頭分離到安全開距時(shí)，脈沖觸發(fā)加壓/續(xù)流模塊中的T1導(dǎo)通后，電容器首先通過(guò)D12向L提供電流，當(dāng)L0上的電流因反向電壓逐漸減少到零時(shí)，此時(shí)S的弧壓下降到零且L0上的電流開始反向，然后D12的管壓降將全部施加到D11上并使D11導(dǎo)通，電容器通過(guò)D11為L(zhǎng)0提供反向電流，此后快速真空開關(guān)S處于“零休”狀態(tài)。待電容上的電壓持續(xù)下降并導(dǎo)致L0上的電流再次反向時(shí)，S的介質(zhì)已經(jīng)恢復(fù)并處于關(guān)斷狀態(tài)，而D11則反向截止，此時(shí)電源完全斷開，此后由電容與電感形成續(xù)流回路，后續(xù)工作過(guò)程同上述(3)的分析。

圖4 直流斷路器的電路原理結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案Fig. 4 Improved electric circuit for DC breaker

此外，同一條直流母線上往往會(huì)連接有多條輸電線路，因此需要安裝多臺(tái)直流斷路器?？紤]到電容器組的造價(jià)比較高且多條輸電線路同時(shí)發(fā)生短路故障的概率極低，因而也可以讓這些直流斷路器共享同一個(gè)電容加壓/續(xù)流模塊，即在某條輸電線路發(fā)生故障時(shí)，電容加壓/續(xù)流模塊就為某條輸電線路上的直流斷路器提供電流過(guò)零點(diǎn)和續(xù)流通路，這樣就可以降低系統(tǒng)的總造價(jià)。基于圖4，其改進(jìn)電路如圖5所示。

圖5 適用于多條線路的直流斷路器電路原理結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案Fig. 5 Improved electric circuit of DC breaker used for multiple transmission line

與已有三種類型的直流斷路器相比，上述直流斷路器的主要優(yōu)點(diǎn)在于：一是有效開斷速度快，在主開關(guān)開斷后，短路電流即被切斷，在吸能過(guò)程中，電源不再提供短路電流。二是可靠性更高，因?yàn)椴糠蛛姼心芰客ㄟ^(guò)電阻得以釋放，降低了MOV閥組的吸能要求，通過(guò)選擇合適的吸能電阻阻值，甚至可以避免使用吸能型MOV閥組。與混合型直流斷路器相比，本方案沒有使用大量的可關(guān)斷器件，而與基于人工過(guò)零的機(jī)械式斷路器相比，本方案為快速真空開關(guān)提供了有效的“零休”時(shí)間，確保其開斷的可靠性。三是可以對(duì)短路電流實(shí)施限制，即如果電容值取值適當(dāng)，可以增加電容向L0的放電時(shí)間常數(shù)，因而在觸發(fā)S開斷的同時(shí)，就可以觸發(fā)導(dǎo)通T1，使短路電流快速下降，待S移動(dòng)到安全開距時(shí)，短路電流已經(jīng)大大降低。有關(guān)加壓限流/續(xù)流的思路，也可以用于配合混合直流斷路器等進(jìn)行限流開斷，本文作者已在另一篇論文中對(duì)此進(jìn)行討論[16]。此外，本文的直流斷路器方案雖以兩電平的柔直系統(tǒng)為例進(jìn)行分析，但也可以拓展用于MMC柔直系統(tǒng)。

本文所提方案的不足之處在于：一是通過(guò)加壓方式實(shí)現(xiàn)人工過(guò)零，提高了線路的瞬態(tài)電壓水平(2倍額定電壓)，但由于瞬態(tài)電壓持續(xù)時(shí)間為ms量級(jí)(可以從后續(xù)的仿真結(jié)果看到)，通過(guò)合理的絕緣配合是可以解決的。二是本方案只能對(duì)輸電線路的短路故障進(jìn)行開斷，無(wú)法對(duì)本地母線的短路故障進(jìn)行開斷，但是這也不至于影響故障的正常開斷。這是因?yàn)?，如果輸電線路的遠(yuǎn)端落點(diǎn)是無(wú)源端的話，則直流斷路器的本地母線發(fā)生短路時(shí)，輸電線路并不向母線注入短路電流；如果輸電線路的遠(yuǎn)端落點(diǎn)也是有源端，則遠(yuǎn)端落點(diǎn)的當(dāng)?shù)刂绷鲾嗦菲骺梢郧袛喽搪冯娏?，而本地?fù)Q流器的出口斷路器可以切斷本地電源的短路電流或者直接閉鎖本地?fù)Q流器。因此如果需要的話，就可以在靠近源端的當(dāng)?shù)財(cái)嗦菲髑袛喽搪冯娏髑以陔姼蠰的電流降為零后，再對(duì)本地?cái)嗦菲鞯目焖僬婵臻_關(guān)S實(shí)施開斷操作而無(wú)需投入續(xù)流電容器。這樣的操作也可以確保故障的有效開斷，但需要在故障檢測(cè)系統(tǒng)中增加故障定位功能。

3 仿真結(jié)果及分析

為驗(yàn)證上述直流斷路器的有效性和優(yōu)越性，本文擬以圖2所示的基本電路為基礎(chǔ)，以基于兩電平換流器的100 kV系統(tǒng)為例并進(jìn)行仿真，直流開斷電路的主要設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

表1 圖2各個(gè)主要元件的設(shè)計(jì)參數(shù)Tab.1 Design parameters of elements for Fig.2

選取VSC-HVDC換流器的等效電容為150 μF；輸電線路額定電流為1 kA、短路電流變化率約為2.5 kA/ms；快速真空開關(guān)S采用電磁斥力操作機(jī)構(gòu)的真空斷路器，其動(dòng)作時(shí)間設(shè)定為3 ms；故障判定時(shí)間為2.0 ms。根據(jù)上述直流斷路器的工作原理，對(duì)其限流開斷過(guò)程、續(xù)流吸能過(guò)程和重合閘過(guò)程進(jìn)行仿真。

3.1 主開關(guān)限流開斷過(guò)程仿真

設(shè)定發(fā)生故障的時(shí)刻為時(shí)間軸上的400 ms，當(dāng)短路故障發(fā)生后2.0 ms，系統(tǒng)判定短路故障，并觸發(fā)快速真空開關(guān)S動(dòng)作，故障5 ms后S移動(dòng)至安全開距。在故障5.2 ms后觸發(fā)晶閘管T1導(dǎo)通，電容器C1和C2分別通過(guò)電抗器L和K、L0及快速真空開關(guān)S放電。如圖6所示，故障發(fā)生后5.2 ms，快速真空開關(guān)S電流達(dá)到最大值13.4 kA，并在5.4 ms時(shí)下降為零，實(shí)現(xiàn)了主開關(guān)回路電流反向，二極管D1導(dǎo)通。二極管D1導(dǎo)通0.4 ms后，電流再次減小為零并開始反向，短路電流被阻斷，而真空開關(guān)S因得到0.4 ms的“零休”時(shí)間而完成介質(zhì)恢復(fù)，因而故障線路得以開斷。在此過(guò)程中，二極管D1的最大電流為4.4 kA。電容器C1和C2的電流波形如圖7所示，最大放電電流為18.87 kA，放電時(shí)間持續(xù)0.6 ms。

圖6 主開關(guān)回路中快速真空開關(guān)S、二極管D0和D1的電流波形Fig.6 Current curve of S、D0、D1 for main switch

圖7 加壓/續(xù)流放電回路中電容器C1、C2和晶閘管T1的電流波形Fig.7 Current curve of C1、C2 and T1 for freewheeling circuit

在限流分?jǐn)噙^(guò)程中，快速真空開關(guān)S、二極管D0和D1的電壓波形如圖8所示，電容器C1、C2和晶閘管T1電壓波形如圖9所示。由此可見，快速真空開關(guān)S的電壓峰值為136.4 kV，反并聯(lián)二極管D1電壓峰值136.5 kV，二極管D0承受的電壓非常小。在放電過(guò)程中，由于MOV和電阻的保護(hù)作用，電容器C1和C2的反向電壓僅為18.1 kV。

3.2 續(xù)流過(guò)程仿真

圖8 主開關(guān)回路快速真空開關(guān)S、二極管D0和D1的電壓波形Fig. 8 Voltage curve of S, D0, D1 for main switch

圖9 加壓/續(xù)流放電回路電容器C1、C2和晶閘管T1的電壓波形Fig. 9 Voltage curve of C1、C2 and T1 for freewheeling circuit

圖10 電容C1的緩沖保護(hù)回路各元件的電流電壓波形Fig.10 Current and voltage curve of elements of buffer circuit for C1

在限流分?jǐn)噙^(guò)程中，MOV1和電阻r1作為電容C1的緩沖保護(hù)回路，其電流電壓分別如圖10所示。電容C1和C2與電抗器L形成續(xù)流回路，當(dāng)電容C1和C2出現(xiàn)反壓時(shí)，其緩沖保護(hù)回路導(dǎo)通，電感L上的能量部分通過(guò)r1釋放，同時(shí)緩沖保護(hù)回路也有效抑制了電容器的反電壓，MOV1確保電容C1的反電壓在MOV1的擊穿壓降之內(nèi)，C1和C2及電感L在續(xù)流過(guò)程中的電流電壓曲線如圖11所示。二極管D4、MOV1和電阻r1的電流峰值分別是14.76 kA、11.61 kA和3.15 kA，MOV1和電阻r1的電壓峰值都是15.84 kV，MOV1和電阻r1吸收的能量分別為1.24 MJ和0.7 MJ。經(jīng)過(guò)約30 ms，緩沖保護(hù)回路電流降低到接近零，此后即可斷開機(jī)械開關(guān)K。二極管D5、MOV2和電阻r2作為電容C2的緩沖保護(hù)回路，其電流電壓變化情況與D4、MOV1、r1基本相同。

電抗器的電流峰值14.89 kA、電壓峰值195 kV，反向電壓峰值為36.24 kV。在續(xù)流過(guò)程中，采用了二極管、MOV和電阻組成的續(xù)流回路，確保了電抗器單向快速放電，并且電容器的反向電壓限制在18.1 kV左右。

3.3 重合閘過(guò)程仿真

為了保證在給定的時(shí)間(一般為300～500 ms)內(nèi)實(shí)現(xiàn)重合閘，需要在重合閘之前完成電容器C1和C2的充電，并使各個(gè)元件恢復(fù)到初始狀態(tài)。為此，在續(xù)流過(guò)程結(jié)束后，K已經(jīng)斷開，待電容C1、C2分別通過(guò)r1和r2完成放電后，即可閉合快速真空開關(guān)S、普通開斷K1和K2來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)C1和C2的充電。充電過(guò)程中，主開關(guān)回路及加壓/續(xù)流回路各主要元件的電流和電壓波形如圖12和圖13所示。電容C1、C2的充電電流峰值控制在0.5 kA，充電100 ms后，電容C1和C2的電壓達(dá)到99.8 kV以上，基本滿足重合閘的條件。

由上述仿真可見，在檢測(cè)到故障發(fā)生后4 ms內(nèi)，主開斷回路實(shí)現(xiàn)了對(duì)故障線路的完全分?jǐn)?；故?5 ms后，續(xù)流回路和電容的緩沖回路放電過(guò)程完成；此后，預(yù)留給機(jī)械開關(guān)K的開斷時(shí)間為25 ms(零電流情況下開斷)，然后閉合S和K1、K2(預(yù)留25 ms)，電容器充電的時(shí)間小于100 ms，此后再斷開K1和K2(預(yù)留25 ms)。由此可見，考慮到各動(dòng)作前的檢測(cè)時(shí)間和必要的時(shí)間間隔，直流斷路器在故障后300 ms以內(nèi)可以恢復(fù)到重合閘等待狀態(tài)。如果將圖2中的D2、D3改為晶閘管并將K1、K2、R3、R4去掉，則可以進(jìn)一步加快恢復(fù)過(guò)程。如果系統(tǒng)所發(fā)生的是瞬時(shí)性故障，線路斷路器K閉合，直流斷路器順利投入；如果系統(tǒng)所發(fā)生的是永久性故障，直流斷路器將再次開斷。

圖11 電容器C1、C2和電抗器L的電流電壓波形Fig.11 Current and voltage curve of C1、C2 and inductor L

圖12 快速真空開關(guān)S、電容器C1和C2電流波形Fig. 12 Current curve of S, C1、C2

圖13 電容器C1和C2、晶閘管T1電壓波形Fig. 13 Voltage curve of C1、C2 and T1

4 討論

本文提出的方案，可以在主開斷回路開斷后，由電容器與線路電感形成續(xù)流回路，從而使得開斷過(guò)程與吸能過(guò)程分離開來(lái)，一方面提高了有效開斷速度，另一方面吸能元件也可以僅由吸能電阻組成或者由吸能電阻與MOV閥組共同組成，這樣就可以有效降低MOV閥組的吸能量，有助于進(jìn)一步提高直流斷路器的長(zhǎng)期可靠性。

再次以圖2為例，本文將其中的MOV1、MOV2閥組全部去掉，而僅保留吸能電阻r1和r2，且取r1=r2=1.0 Ω，其他參數(shù)不變，再次對(duì)本文第2節(jié)的過(guò)程(3)即續(xù)流和吸能過(guò)程進(jìn)行仿真，其仿真結(jié)果圖14所示。根據(jù)仿真結(jié)果可知，后續(xù)續(xù)流過(guò)程持續(xù)了大約73 ms，與圖11相比，吸能過(guò)程慢了約40 ms，因而總體上并不影響重合閘時(shí)間，而吸能電阻吸收的總能量為1.81 MJ。由此可見，為直流斷路器配置合適的續(xù)流回路，將吸能過(guò)程與電源的短路電流切斷過(guò)程實(shí)施有效的分離，對(duì)于提高直流斷路器的綜合性能是大有裨益的。

圖14 去掉MOV1和MOV2后的續(xù)流和吸能過(guò)程Fig. 14 Freewheeling and energy dissipation process without MOV1and MOV2

對(duì)于以往的三種類型的直流斷路器，也可以考慮增加電容續(xù)流回路(包括加壓或不加壓的電容續(xù)流回路)。如果采用電容加壓續(xù)流回路，合理的參數(shù)配合，可以有效限制短路電流的大小并縮短短路電流切斷時(shí)間[16]；如果采用不加壓的續(xù)流回路(即圖2只采用一個(gè)電容器的續(xù)流回路)，則電容器可通過(guò)一個(gè)晶閘管組與電感形成續(xù)流回路。此外，也可以采用如圖15所示的簡(jiǎn)單續(xù)流回路，其工作原理簡(jiǎn)述如下：當(dāng)直流斷路器的吸能支路(一般也由MOV閥組構(gòu)成)被擊穿后，圖15中的P點(diǎn)電位將變?yōu)樨?fù)，使得電感L、吸能電阻r(或者r與MOV)及二極管D構(gòu)成續(xù)流回路。L0的取值遠(yuǎn)小于L，合理選取電阻r的值，在直流斷路器的吸能支路擊穿后，L0上的電流將很快下降到零，在此過(guò)程中，直流斷路器的吸能支路大體上只需要吸收L0上的能量即可，因而可使直流斷路器快速完成對(duì)電源短路電流的分?jǐn)?。此后，電感L的電流經(jīng)吸能電阻r逐漸衰減到零。

圖15 包含續(xù)流回路的直流開斷電路結(jié)構(gòu)示意圖Fig. 15 DC breaker with freewheeling circuit

5 結(jié)論

本文提出了一種基于電容加壓/續(xù)流模塊的新型直流斷路器原理，并進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了所提原理的有效性和優(yōu)越性。研究表明，在直流開斷電路中采用電容續(xù)流回路，可將直流斷路器的開斷過(guò)程與吸能過(guò)程實(shí)施有效的分離，從而提高了直流斷路器的有效開斷速度；同時(shí)也可以降低吸能元件的吸能量，并提高直流斷路器的長(zhǎng)期可靠性。電容續(xù)流回路也可以用于其他直流斷路器或直流開斷裝置中，對(duì)于提高直流開斷裝置的綜合性能具有現(xiàn)實(shí)意義。

致謝：衷心感謝大連理工大學(xué)鄒積巖教授的指點(diǎn)和對(duì)論文提出的修改意見；衷心感謝西安交通大學(xué)王建華教授、吳翊教授和榮命哲教授在本文形成前的指點(diǎn)和有益討論。