適用于柔性直流電網(wǎng)的新型多端口混合式直流斷路器

張 爍，鄒貴彬，魏秀燕，張成泉

（山東大學(xué) 電氣工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250061）

0 引言

與交流系統(tǒng)和基于電網(wǎng)換相換流器的傳統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)相比，基于模塊化多電平換流器MMC（Modular Multilevel Converter）的柔性直流電網(wǎng)具有有功和無功功率解耦控制、不存在換相失敗問題、能夠為無源網(wǎng)絡(luò)供電等優(yōu)勢，是大規(guī)?？稍偕茉唇尤腚娋W(wǎng)的理想方式［1-2］。然而，由于柔性直流電網(wǎng)具有低阻抗特性，當(dāng)直流側(cè)發(fā)生故障后，故障電流在數(shù)毫秒內(nèi)即可達(dá)到額定電流的數(shù)倍甚至數(shù)十倍，這對柔性直流電網(wǎng)的故障檢測與隔離技術(shù)提出了極高的要求［3-4］。

在柔性直流電網(wǎng)多端、大容量的應(yīng)用場景下，采用直流斷路器隔離直流側(cè)故障是目前最簡單、高效的故障應(yīng)對方式?；旌鲜街绷鲾嗦菲鱄CB（Hybrid DC Circuit Breaker）結(jié)合了機(jī)械式直流斷路器和全固態(tài)直流斷路器的優(yōu)勢，具有通態(tài)損耗小、動作速度快等特點，具有廣闊的應(yīng)用前景［5-6］。但是，由于HCB 中主斷開關(guān)MB（Main Breaker）需要大量電力電子器件承受極高的暫態(tài)分?jǐn)嚯妷阂约按笕萘勘芾灼骱纳⒐收想娏髂芰?，HCB 的制造成本高昂，并且主要成本來源于MB。此外，上述HCB 只有一進(jìn)一出2 個端口，只能分?jǐn)鄦螚l線路的故障電流，本文稱其為兩端口HCB。

為了降低直流斷路器的配置成本，國內(nèi)外專家充分利用支路強(qiáng)迫換流特性，提出了多種多端口混合式直流斷路器MHCB（Multiport HCB）設(shè)計方案。MHCB 通過連接于同一直流母線的多條直流線路共用昂貴的MB，避免了每條直流線路均需配置MB 所造成的器件冗余。文獻(xiàn)［7］提出一種三端口HCB，由2 個完整的耦合負(fù)壓型HCB 以及一個額外的快速機(jī)械開關(guān)組成。該直流斷路器已投運于唐家灣三端柔性直流配電網(wǎng)工程，具備2.7 ms內(nèi)開斷10 kA故障電流的能力。文獻(xiàn)［8］提出一種組合式MHCB，在線路故障后主動將直流母線對地短路，實現(xiàn)故障線路上的快速機(jī)械開關(guān)UFD（Ultra Fast Disconnector）迅速分閘以隔離故障的目標(biāo)。文獻(xiàn)［9］所提MHCB 除具備經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢外，還具備故障限流功能。文獻(xiàn)［10］所提MHCB通過額外配置的二極管支路將任一端口故障電流換流至共用的MB，從而避免了每條直流線路均配置MB所帶來的高成本。

此外，為了限制故障電流的上升速度，柔性直流電網(wǎng)通常在直流線路兩端配置限流電抗器。由于HCB中避雷器耗散的能量主要是柔性直流電網(wǎng)中電感（包括線路電感、限流電抗器等）電流的能量，限流電抗器的配置將大幅增加避雷器的耗能時間和耗能壓力，從而延長了直流電網(wǎng)健全部分恢復(fù)正常運行的時間，增加了直流電網(wǎng)設(shè)備的散熱壓力。

另外，架空線路OHL（OverHead Line）作為未來大規(guī)模柔性直流電網(wǎng)電能傳輸?shù)闹髁鞣绞?，其故障概率較高且大多數(shù)故障為瞬時性故障的特點必須加以考慮。借鑒交流系統(tǒng)的運行經(jīng)驗，為直流電網(wǎng)中架空線路配置自動重合閘可大幅降低瞬時性故障的影響［11］。但為了避免HCB 和直流電網(wǎng)內(nèi)其他脆弱設(shè)備在短時間內(nèi)連續(xù)遭受2 次故障沖擊，在HCB 重合前需首先識別發(fā)生的故障為瞬時性的還是永久性的，并且HCB 僅在識別瞬時性故障后才進(jìn)行重合，從而實現(xiàn)自適應(yīng)重合閘的功能［12-14］。文獻(xiàn)［12］提出將MB子模塊分為數(shù)組，每隔數(shù)ms導(dǎo)通一組，從而避免了MB 所有子模塊同時導(dǎo)通可能產(chǎn)生的故障沖擊。文獻(xiàn)［13-16］通過控制MB部分子模塊導(dǎo)通向故障線路注入行波信號，通過行波信號在故障點或線路對端反射波的性質(zhì)（如到達(dá)時刻、極性等）區(qū)分瞬時性和永久性故障。文獻(xiàn)［17］通過閉合剩余電流開關(guān)后判斷線路側(cè)的殘壓是否越限以識別故障性質(zhì)。以上方法除文獻(xiàn)［16］外均在配置兩端口HCB 的柔性直流電網(wǎng)的應(yīng)用場景下提出，目前針對MHCB 的自適應(yīng)重合閘方法研究報道較少。

為了解決上述問題，本文提出一種新型MHCB，通過各相鄰直流線路共用昂貴的MB 以降低直流斷路器的配置成本。該新型MHCB 還具備如下優(yōu)勢：①在避雷器耗能過程中，通過旁路故障線路及其上的限流電抗器以降低避雷器耗能時間和耗能壓力，進(jìn)而使非故障線路故障電流更快衰減，并縮短非故障側(cè)器件的過流時間；②通過簡單的控制和識別判據(jù)實現(xiàn)自適應(yīng)重合閘，重合過程對直流電網(wǎng)健全部分的正常運行影響較小。最后，通過電磁暫態(tài)仿真和物理實驗對所提MHCB的可行性和有效性進(jìn)行驗證。

1 MHCB拓?fù)?/h2>

本文設(shè)計的MHCB拓?fù)淙鐖D1所示，其共有n個端口（P1—Pn），其可替代n個兩端口HCB。與兩端口HCB 的配置方案相比，所提MHCB 保留了每個端口上的負(fù)荷轉(zhuǎn)移開關(guān)LCS（Load Commutation Switch）、UFD 與剩余電流開關(guān)RCB（Residual Current Breaker），并且其可以通過二極管支路D1—Dn將任意端口的故障電流轉(zhuǎn)移到共用的MB。此外，額外配置的二極管Dg與耗能電阻Rg串聯(lián)支路可以在避雷器耗能階段將故障線路及其上的限流電抗器旁路，從而減少避雷器的耗能時間和耗能壓力，縮短直流電網(wǎng)健全部分恢復(fù)正常運行的時間。在MHCB動作隔離故障期間，限流電阻Rc被旁路開關(guān)BS（Bypass Switch）旁路。

圖1 新型MHCB拓?fù)銯ig.1 Topology of novel MHCB

2 MHCB工作原理

2.1 分析模型

多端柔性直流電網(wǎng)的簡化分析模型如附錄A 圖A1 所示。如圖所示，MMCk（k=1，2，…，n）等效為理想電壓源與橋臂等效電感Leq，k的串聯(lián)支路，架空線路等效為RL 模型［18］，Lk、Ls，k分別為各架空線路上的電感、限流電抗器，端口Pk在故障發(fā)生前的負(fù)荷電流為Ipre，k。為簡化分析，假設(shè)當(dāng)故障電流換流至避雷器所在支路時，忽略過渡過程，避雷器兩端電壓立刻躍升至殘余電壓Ures。

2.2 故障隔離

在正常運行情況下，MHCB 各端口LCS、UFD 與RCB 以及BS 均處于導(dǎo)通狀態(tài)，MB 處于關(guān)斷狀態(tài)。若t0時刻架空線路OHL1發(fā)生短路故障，各端口開始向故障端口P1注入故障電流，如附錄A 圖A2（a）所示。此時，各端口電流滿足：

式中：Udc為系統(tǒng)額定電壓；Lr，1、Rr，1分別為故障點F右側(cè)OHL1等效電感、電阻。

假設(shè)MHCB 于t1時刻接收到跳閘命令，開始動作將故障端口P1隔離。首先，導(dǎo)通MB 并控制故障端口LCS1閉鎖，此時故障電流開始由UFD1轉(zhuǎn)移到MB。此電流轉(zhuǎn)移過程大約持續(xù)數(shù)十微秒，于t2時刻結(jié)束。之后控制UFD1啟動分閘，通常認(rèn)為UFD1在零電流狀態(tài)下的分閘時間為2 ms［19］，在［t2，t3）時間段內(nèi)MHCB 的故障電流流通路徑如附錄A 圖A2（b）所示。待UFD1于t3時刻分閘完成后，閉鎖MB，故障電流被換流至避雷器進(jìn)行耗散，同時故障線路及其上的限流電抗器被Dg-Rg支路旁路，如附錄A 圖A2（c）所示。在［t1，t3］時間段內(nèi)各端口電流仍然滿足式（1），而t3時刻后MHCB各電流量將滿足式（3）。

式中：ip，k(t3)可由式（1）求得；vg、ig分別為耗能電阻Rg兩端電壓、支路電流；iMB為MB中的故障電流。

假設(shè)MB 中的故障電流iMB于t4時刻衰減為0，這標(biāo)志著避雷器耗能過程結(jié)束以及非故障端口的故障電流清除完畢。在（t3，t4］時間段內(nèi)避雷器耗散能量Eabs可由式（4）近似計算。

為了直觀分析耗能電阻Rg對避雷器耗能過程的影響，忽略式（3）中較小的線路電阻Rt和Rr，1，可得到MB電流iMB(t)的表達(dá)式為：

對比式（5）和式（7）可知，MHCB 與兩端口HCB的MB 電流表達(dá)式區(qū)別體現(xiàn)在A(t)。由于A(t)恒為正，MHCB中配置的耗能電阻Rg可以加快MB故障電流衰減速度，并且衰減速度與耗能電阻Rg的取值有關(guān)。由式（6）可知，常數(shù)K1—K3中僅K3的大小與耗能電阻Rg的取值有關(guān)，并且隨Rg取值增大K3逐漸減小，相應(yīng)地式（5）中A（t）也逐漸減小，導(dǎo)致MB 故障電流衰減速度減慢。同時，由式（4）可知，避雷器耗散能量Eabs與MB 電流iMB(t)積分值有關(guān)，因此故障電流衰減速度越快，避雷器耗散能量越少。綜上所述，選取較小的耗能電阻Rg不僅可以縮短避雷器耗能時間，還能夠降低避雷器耗散能量。

在t4時刻之后，故障線路電感電流將通過回路Ls，1-Lr，1-Rr，1-F-Dg-Rg-D1-Ls，1進(jìn)行續(xù)流，如附錄A 圖A2（d）所示。續(xù)流階段故障端口電流ip，1(t)滿足：

式中：ip，1(t4)可由式（3）求得。

假設(shè)續(xù)流過程于t5時刻結(jié)束，此時如果不再需要重合故障線路，則控制RCB1斷開將故障線路完全隔離。否則RCB1仍然保持閉合，等待故障去游離時間后進(jìn)行自適應(yīng)重合閘。

2.3 自適應(yīng)重合閘

當(dāng)續(xù)流過程于t5時刻結(jié)束并等待線路去游離時間（約300 ms［15］）后，MHCB 開始重合故障端口（此處定義為t6時刻）。在等待線路去游離時間內(nèi)應(yīng)打開BS將限流電阻Rc與MB 串聯(lián)。自適應(yīng)重合閘的核心是識別故障性質(zhì)。本文提出的故障性質(zhì)識別方法原理如下。

在t6時刻時，首先導(dǎo)通MB。此時根據(jù)故障性質(zhì)的不同存在2種可能情況。

1）永久性故障。假設(shè)發(fā)生的故障為永久性故障，則導(dǎo)通MB 時故障點仍然存在于故障線路，因此會產(chǎn)生流過如附錄A 圖A3所示的故障電流路徑：非故障端口P2—Pn的LCS 和UFD-MB-Rc-D1-RCB1-P1-OHL1-F。故障端口電流和電壓穩(wěn)態(tài)值為：

式中：vb為直流母線電壓，其值接近于系統(tǒng)額定電壓；Rf為過渡電阻，在500 kV 應(yīng)用場景下考慮最大過渡電阻為500 Ω。由于限流電阻Rc的阻值為千歐姆級，由式（9）可知，不論發(fā)生的故障為金屬性故障還是高阻故障，故障端口電壓和電流均會被限制在較小值。

2）瞬時性故障。假設(shè)發(fā)生的故障為瞬時性故障，則導(dǎo)通MB 時故障點已經(jīng)消失。因此，在失去故障點的電壓箝位作用后，故障線路電壓將由于線路分布電容充電而逐漸升高，充電路徑如附錄A 圖A3中箭頭所示。經(jīng)過一定時間后，故障線路電壓將由近似零電位上升到接近額定值的水平。

綜合以上分析可構(gòu)建故障性質(zhì)識別判據(jù)如下：

式中：Δt為保證故障線路充電時間而設(shè)置的延時；Krel為可靠系數(shù)，其取值范圍為（0，1）。若故障端口電壓vp，1滿足式（10），則判定發(fā)生的故障為瞬時性故障，MHCB 繼續(xù)后續(xù)重合閘操作，依次閉合UFD 和LCS 以恢復(fù)故障線路的供電；否則，判定為永久性故障，MHCB 不再進(jìn)行后續(xù)重合閘操作，打開故障端口的RCB以分?jǐn)嘈」收想娏鞑⒏綦x故障端口。

2.4 動作時序圖

MHCB 在故障隔離和自適應(yīng)重合閘階段的動作時序如附錄A圖A4所示。

3 MHCB參數(shù)設(shè)計

3.1 耗能電阻

為了分析MHCB中避雷器耗能時間和耗散能量與耗能電阻Rg之間的關(guān)系，將測試系統(tǒng)參數(shù)和不同耗能電阻Rg代入式（1）—（4）求解MB 中電流，以獲得避雷器耗能時間和耗散能量。測試系統(tǒng)采用如附錄A 圖A1 所示拓?fù)?，其關(guān)鍵參數(shù)列于附錄A 表A1。MHCB 中避雷器耗能時間和耗散能量隨耗能電阻Rg阻值的變化曲線如圖2所示。

由圖2 可知，隨著耗能電阻Rg的增加，避雷器耗能時間和耗散能量迅速增加。當(dāng)耗能電阻Rg增大到一定程度（數(shù)百歐姆）后，其變化將不會再對避雷器耗能時間和耗散能量產(chǎn)生顯著影響。因此，應(yīng)盡量選擇較小的耗能電阻。但是，由式（8）可知，較小的耗能電阻會延長故障線路電感續(xù)流時間。此外，當(dāng)耗能電阻Rg在［1，10］Ω 范圍內(nèi)變化時，避雷器耗能時間和耗散能量相應(yīng)變化較小。因此，綜合考慮以上因素，本文中耗能電阻Rg確定為10 Ω。

3.2 限流電阻

由2.2 節(jié)和2.3 節(jié)分析可知，限流電阻Rc在故障隔離過程中被BS 旁路，僅在自適應(yīng)重合閘前投入。限流電阻Rc的作用主要為限制發(fā)生永久性故障時重合MB 所產(chǎn)生的故障電流。因此，考慮500 kV 的應(yīng)用場景，本文選擇限流電阻Rc為100 kΩ。由式（9）可知，選擇100 kΩ 的限流電阻能夠?qū)⒐收想娏鞣€(wěn)態(tài)值限制在5 A 以內(nèi)。由于該電流幅值較小，斷開故障端口RCB即可將其分?jǐn)唷?/p>

3.3 二極管支路

由附錄A 圖A2 可知，在故障隔離過程中非故障端口二極管支路D2—Dn可看作與避雷器并聯(lián)。因此，二極管支路D1—Dn承受的最大電壓為避雷器的殘余電壓，而二極管支路Dg承受的最大電壓不會超過系統(tǒng)額定電壓。此外，由附錄A 圖A3 可知，在自適應(yīng)重合閘過程中，所有二極管支路D1—Dn、Dg承受的最大電壓均不會超過系統(tǒng)額定電壓。

由于二極管具備較高的短時過流能力，只需要考慮二極管支路耐受過電壓能力即可。假設(shè)新型MHCB 采用二極管額定電壓為UdN，不考慮器件冗余，則二極管支路D1—Dn和Dg所需器件個數(shù)分別為Ures/UdN和Udc/UdN，進(jìn)而可以得到新型MHCB 所需器件總數(shù)為(nUres+Udc)/UdN。

4 仿真分析

4.1 仿真模型

為了驗證本文所提MHCB 的可行性和有效性，在PSCAD／EMTDC 仿真軟件中搭建了三端不對稱單極仿真模型，其拓?fù)渑c附錄A 圖A1所示分析模型相同。該仿真模型采用基于半橋子模塊的MMC，子模塊數(shù)目為250個，橋臂電感為30 mH。直流線路采用分布式依頻架空線路模型。該仿真模型的其他關(guān)鍵參數(shù)與附錄A 表A1中的測試系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)相同。根據(jù)3.1 節(jié)和3.2 節(jié)的分析，耗能電阻Rg與限流電阻Rc分別選取為10 Ω 和100 kΩ。假設(shè)線路保護(hù)動作時間為3 ms，UFD 動作時間為2 ms，RCB 與BS 動作時間為30 ms。自適應(yīng)重合閘判據(jù)中延時Δt和可靠系數(shù)Krel分別設(shè)置為10 ms和0.05。

4.2 故障隔離仿真

在架空線路OHL1中點處設(shè)置金屬性短路故障，故障時刻為5.0 s。MHCB于5.003 s接收到線路保護(hù)發(fā)出的跳閘信號并開始動作，其動作時序如附錄A圖A4所示。此外，為了比較MHCB與兩端口HCB配置方案的故障隔離表現(xiàn)，將MHCB 替換為兩端口HCB 并在相同故障條件下進(jìn)行仿真。2 種直流斷路器配置方案在故障隔離過程中各關(guān)鍵電氣量波形如圖3所示。

圖3 故障隔離過程仿真波形Fig.3 Simulative waveforms of fault isolation process

由圖3 可知，MHCB 中MB 閉鎖之前各端口電流ip，1—ip，3分別達(dá)到峰值8.73、2.82、5.91 kA。當(dāng)MB閉鎖后，避雷器耗能時間為3.5 ms，耗散能量為10.96 MJ。在相同的故障條件下，兩端口HCB 避雷器耗能時間與耗散能量分別為7.96 ms 和24.96 MJ。因此，相較于兩端口HCB，在直流電網(wǎng)中配置本文所提MHCB可以降低避雷器56.0%的耗能時間以及56.1%的耗散能量。

4.3 自適應(yīng)重合閘仿真

故障端口P1電流在5.1 s衰減為0并等待300 ms線路去游離時間后，MHCB 于5.4 s 開始自適應(yīng)重合閘。MHCB的自適應(yīng)重合閘動作時序如附錄A圖A4所示，在瞬時性故障和永久性故障場景下的仿真結(jié)果如圖4所示。

由圖4 可知，當(dāng)發(fā)生的故障為瞬時性故障時，故障端口電壓遠(yuǎn)大于故障性質(zhì)識別門檻值。對于永久性故障，當(dāng)暫態(tài)過程結(jié)束后故障端口電壓維持在0 附近。因此，在以上2 種故障場景下，由式（10）可以可靠區(qū)分瞬時性故障和永久性故障。此外，在上述2 種故障場景下，非故障端口的電壓波動范圍均在±5%以內(nèi)，說明本文所提自適應(yīng)重合閘方法對直流電網(wǎng)健全部分的正常運行影響較小。

圖4 自適應(yīng)重合閘過程中故障端口電壓仿真波形Fig.4 Simulative waveforms of fault port voltage during adaptive reclosing process

4.4 與已有技術(shù)方案的對比分析

為了體現(xiàn)本文所提MHCB 的經(jīng)濟(jì)性及性能優(yōu)勢，本節(jié)對本文所提方案與張北工程所采用的模塊化級聯(lián)HCB 方案進(jìn)行對比分析。模塊化級聯(lián)HCB的拓?fù)淙绺戒汚圖A5所示［20-21］。

由于HCB中MB成本遠(yuǎn)高于其他部件，在經(jīng)濟(jì)性方面僅比較2種方案MB的制造成本。假設(shè)所采用絕緣柵雙極型晶體管IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）模塊（4.5 kV）、二極管（4.5 kV）和避雷器成本分別為3 萬元、0.26 萬元和10 萬元／MJ。2 種技術(shù)方案所需避雷器容量根據(jù)最惡劣故障情形確定。對于4.1節(jié)測試系統(tǒng)，2種技術(shù)方案關(guān)鍵參數(shù)（制造成本、避雷器耗能時間和避雷器容量需求等）如附錄A 表A2所示。由表可知，相較于模塊化級聯(lián)HCB方案，采用本文所提MHCB 方案可以分別降低約50%的避雷器耗能時間和75%的避雷器容量需求。此外，本文所提MHCB 方案的制造成本僅約為模塊化級聯(lián)HCB 方案的1/3。以上分析結(jié)果驗證了本文所提MHCB方案在經(jīng)濟(jì)性和動作性能方面的優(yōu)勢。

5 實驗驗證

為了驗證本文所提新型MHCB 的可行性，在實驗室中搭建了如附錄A 圖A6（a）所示的實驗平臺，其拓?fù)淙绺戒汚 圖A6（b）所示，相應(yīng)的關(guān)鍵參數(shù)列于附錄A 表A3。由于MHCB 在故障隔離以及自適應(yīng)重合閘過程中非故障端口的LCS、UFD 與RCB 一直處于閉合狀態(tài)，為了降低實驗平臺的復(fù)雜程度，本文已在實驗平臺中將上述開關(guān)省略，省略的開關(guān)在附錄A 圖A6（b）中用實線框標(biāo)注。此外，為了精確控制動作時間，實驗電路中的UFD、BS 與RCB 均采用IGBT 模塊等效。其中，為了降低故障電流峰值，等效UFD 的動作時間設(shè)置為1 ms。實驗過程中式（10）所示故障性質(zhì)識別判據(jù)中時間延遲Δt和可靠系數(shù)Krel分別設(shè)置為10 ms和0.3。

在正常運行期間，MHCB 中LCS1、UFD1、RCB1和BS 均處于閉合狀態(tài)，而MB 和故障模擬模塊均處于斷開狀態(tài)。故障模擬模塊在78.0 ms 時閉合以便模擬發(fā)生短路故障。MHCB 在79.0 ms 開始動作將故障隔離，其動作時序如附錄A 圖A4 所示。此外，為了對比MHCB 與兩端口HCB 的動作特性，本文將附錄A 圖A6（b）中的MHCB 替換為兩端口HCB，并在相同故障條件下進(jìn)行實驗。2 種斷路器配置方案下的實驗結(jié)果如圖5所示。

圖5 故障隔離過程實驗波形Fig.5 Experimental waveforms of fault isolation process

由圖可知，2 種直流斷路器配置方案下故障電流均在80.0 ms 時上升到峰值，并在MB 關(guān)閉后開始減小。在故障隔離過程中，MHCB 的耗能時間和耗散能量分別為2.80 ms 和0.72 J，而兩端口HCB 的耗能時間和耗散能量為4.90 ms 和1.60 J。因此，與兩端口HCB 的配置方案相比，采用MHCB 的配置方案可以降低避雷器42.9%的耗能時間和55.0%的耗散能量。

當(dāng)故障隔離過程結(jié)束后，本文分別設(shè)置瞬時性和永久性故障以測試所提出的MHCB自適應(yīng)重合閘的性能。MHCB 于0.398 s 進(jìn)行自適應(yīng)重合閘，其動作時序如附錄A圖A4所示。2種故障情況下的實驗結(jié)果如圖6 所示。由圖可知，在發(fā)生瞬時性故障后，故障端口電壓迅速上升至額定值的水平。對于永久性故障，在暫態(tài)過程結(jié)束后故障端口電壓被限制在一個較小的值。這意味著由式（10）所示的識別判據(jù)能夠準(zhǔn)確判別故障性質(zhì)，并且具備較高的靈敏度。

圖6 自適應(yīng)重合閘過程中故障端口電壓實驗波形Fig.6 Experimental waveforms of fault port voltage during adaptive reclosing process

6 結(jié)論

為了解決兩端口HCB 制造成本高、耗能時間長以及無選擇性重合閘的問題，本文提出一種適用于柔性直流電網(wǎng)的新型MHCB。與兩端口HCB 相比，該MHCB 能夠以較低的成本保護(hù)多條直流線路，同時在故障隔離過程中降低避雷器40%以上的耗能時間和50%以上的耗散能量。此外該MHCB 的自適應(yīng)重合閘功能控制簡單、便于實現(xiàn)，故障性質(zhì)識別靈敏度高，重合閘過程對直流電網(wǎng)健全部分的正常運行影響較小。本文所提新型MHCB的可行性和有效性在電磁暫態(tài)仿真和物理實驗中均得到了驗證。

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