直流断路器半导体组件内母排电感对并联IGBT关断特性的影响及其结构优化

作者：刘欣; 王利桐^*; 梁贵书; 裘鹏; 齐磊

来源：电网技术, 2021, 45(01): 389-398.

DOI：10.13335/j.1000-3673.pst.2020.0129a

• 混合式直流断路器
• 杂散电感
• 母排结构设计
• 关断瞬态电压
• 关断损耗
• 动态均压均流

大功率绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)混合式高压直流断路器是适应多端柔性直流输电工程发展的关键装备,优化断路器半导体组件内IGBT故障大电流的关断特性进而确保器件安全可靠运行是断路器工程的重要部分。文章围绕组件内杂散电感对IGBT关断瞬态电压峰值、关断损耗和并联IGBT间关断动态均压、均流特性的影响,对组件的母排结构进行了优化设计。通过实验和仿真对比研究可得:采用将2组缓冲RCD分散、对称布置于并联IGBT两侧的方式设计的母排结构可更大程度优化并联IGBT的关断瞬态特性,但采用将单组缓冲RCD布置于并联IGBT中间的方式可在满足器件安全可靠运行条件的同时提高经济性,更适合工程应用。该研究结论可为基于并联IGBT的直流断路器组件中母排结构设计及优化提供技术指导。

• 单位
  华北电力大学; 浙江省电力公司电力科学研究院; 新能源电力系统国家重点实验室