直流固態(tài)斷路器現(xiàn)狀及應(yīng)用前景

■ 南京航空航天大學(xué) 胡杰 王莉 穆建國

0 引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，當(dāng)今社會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)及輸電技術(shù)提出了更高的要求，如何進(jìn)一步提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性、向用戶提供高質(zhì)量電能成為電力行業(yè)的發(fā)展方向。斷路器作為輸電線路中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，它的性能直接影響著電網(wǎng)的正常運(yùn)行。在目前的輸電系統(tǒng)中大量采用機(jī)械式斷路器，盡管它有導(dǎo)通穩(wěn)定、帶負(fù)載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但隨著用戶對(duì)電力質(zhì)量要求的提高，它的缺點(diǎn)也越來越突出。因不能實(shí)時(shí)、靈活、連續(xù)和快速地動(dòng)作，易使事故擴(kuò)大，破壞系統(tǒng)穩(wěn)定性；在斷開負(fù)載時(shí)往往有電弧產(chǎn)生，觸頭易燒損，開斷時(shí)間長，難以滿足一些電力用戶對(duì)故障電流開斷的速動(dòng)性要求，在運(yùn)行過程中有噪聲，機(jī)械、電氣壽命受到限制。近年來，隨著電力電子器件尤其是功率半導(dǎo)體器件的飛速發(fā)展，采用功率半導(dǎo)體器件作為主開關(guān)的固態(tài)斷路器SSCB(Solide—state Circuit Breaker)因其動(dòng)作的快速性而受到了市場(chǎng)和科研人員的廣泛關(guān)注。

1 固態(tài)斷路器發(fā)展

固態(tài)斷路器是隨著電力電子器件的發(fā)展而發(fā)展起來的。在20世紀(jì)70年代末，出現(xiàn)了以晶閘管(SCR)器件作開關(guān)元件的固態(tài)斷路器，由于該類型的斷路器中沒有機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，在當(dāng)時(shí)被稱為靜態(tài)斷路器(Static Breaker)。80年代后，隨著門極關(guān)斷晶閘管GTO、絕緣柵雙極晶體管IGBT、控制晶閘管MCT等全控器件的誕生，固態(tài)斷路器又有了新的發(fā)展。特別是在90年代，隨著ABB和日本三菱的集成柵極換流可控硅IGCT、美國硅功率公司的MOS關(guān)斷可控硅及美國CPES黃勤教授提出的發(fā)射極關(guān)斷可控硅ETO的問世，這三種具有硬關(guān)斷能力的新型大功率器件為固態(tài)斷路器提供了更多的選擇余地，目前常用器件的容量如表1所示。

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根據(jù)固態(tài)斷路器的發(fā)展歷程，又可分為混合型斷路器和全固態(tài)斷路器(也稱靜止型斷路器)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中混合型斷路器是由電力電子器件作為無觸點(diǎn)開關(guān)與機(jī)械式開關(guān)并聯(lián)構(gòu)成，雖然其工作時(shí)幾乎沒有損耗，但是其對(duì)故障電流的開斷時(shí)間仍然受到機(jī)械式斷路器動(dòng)作時(shí)間的限制。固態(tài)斷路器具有開斷時(shí)間短、無弧、無光、無聲響等優(yōu)點(diǎn)，但其也存在造價(jià)昂貴、器件的通態(tài)損耗高、單管容量有限等缺點(diǎn)，適用于速動(dòng)性要求高的場(chǎng)合。隨著電力電子技術(shù)尤其是功率半導(dǎo)體器件技術(shù)的不斷發(fā)展，功率器件的通態(tài)損耗不斷降低，容量不斷提高(如表1所示)，這些都為固態(tài)斷路器的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。

2 直流固態(tài)斷路器的發(fā)展及現(xiàn)狀

2.1 直流固態(tài)斷路器的分類

根據(jù)使用電力電子器件的不同主要有以下兩類：

2.1.1 半控型斷路器

由于半控型器件(以SCR最具代表性)出現(xiàn)的比較早，容量大、通態(tài)壓降小、損耗低、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)使其成為研發(fā)最早的固態(tài)斷路器之一，其理論研究亦已比較成熟，工作原理比較簡單，工業(yè)應(yīng)用也較為廣泛。但是與在交流領(lǐng)域的應(yīng)用相比，當(dāng)它被用于直流時(shí)仍然存在一些問題，比如當(dāng)關(guān)斷電路時(shí)，需要增加輔助回路產(chǎn)生電流過零點(diǎn)，以保證電路快速穩(wěn)定地關(guān)斷。但是由于容量大、價(jià)格便宜，SCR仍然是工程化的首選。

2.1.2 全控型斷路器

全控型斷路器具有可關(guān)斷性、可以減少關(guān)斷時(shí)間、降低故障關(guān)斷電流等優(yōu)點(diǎn)，其中以GTO、IGBT以及IGCT(ETO)最具代表性，它們代表了全控器件發(fā)展的三個(gè)階段。GTO型斷路器通過給GTO管門極加正向或負(fù)向脈沖電流來實(shí)現(xiàn)器件的通、斷，但由于通態(tài)壓降較大、通態(tài)損耗和熱量大、門極關(guān)斷增益小等缺點(diǎn)限制了它在直流領(lǐng)域的應(yīng)用。IGBT型斷路器與GTO型相比，動(dòng)作速度更快、硬關(guān)斷較GTO容易，但是在通態(tài)壓降和損耗方面與GTO大致相同，單管容量則比GTO小，適用于中功率場(chǎng)合。IGCT(ETO)型斷路器則因IGCT的大容量、低導(dǎo)通損耗和強(qiáng)大的硬關(guān)斷能力等優(yōu)點(diǎn)，受到廣大研究人員的青睞，但是IGCT(ETO)也是目前同等級(jí)的大功率器件中最貴的，離商業(yè)化和工程化還有一定的距離。

可以看出GTO、IGBT適用于中小功率場(chǎng)合，在大功率場(chǎng)合則兇硬關(guān)斷能力較小、通態(tài)損耗和硬關(guān)斷損耗非常大等缺點(diǎn)受到限制，而IGCT、ETO等新型大功率器件則因造價(jià)過于昂貴而無法普及。

2.2 目前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀

無論是在國內(nèi)還是國外，固態(tài)斷路器憑借其卓越的性能得到了廣泛的關(guān)注，并且在交流領(lǐng)域某些場(chǎng)合已經(jīng)得到了商業(yè)化應(yīng)用。1993年在美國新澤西州Mort Monmouth的Army Power Center的4.6 kV 6.6 MW的固態(tài)斷路器；英國也研制出13 kV的配電用SSCB。在以往交流輸電占據(jù)著主導(dǎo)地位的格局下，斷路器在直流領(lǐng)域的應(yīng)用就顯得非常有限。近年來，隨著直流輸電技術(shù)尤其是輕型直流輸電技術(shù)(HVDC Light)、大功率半導(dǎo)體器件和新能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，固態(tài)斷路器在直流電力系統(tǒng)中的應(yīng)用開始受到更多研究人員和電力工程人員的關(guān)注，并且開始應(yīng)用于特定場(chǎng)合。

國外對(duì)直流固態(tài)斷路器的研究比較早，在1987年美國Texas大學(xué)的William Kernaghan就研制出一臺(tái)采用GTO作為主開關(guān)的200 V/15 A的直流固態(tài)斷路器。在1999年時(shí)Dr.JefffreyA.Casey等人對(duì)直流固態(tài)開關(guān)在配電系統(tǒng)中的分布、應(yīng)用和成本等多方面做了詳細(xì)的闡述并列舉了DTI的工程應(yīng)用。隨后Houston大學(xué)研制出一臺(tái)500 V電壓等級(jí)的直流固態(tài)斷路器樣機(jī)；2003年時(shí)美國CPES的研究人員就申請(qǐng)了采用硬關(guān)斷器件ETO做直流固態(tài)斷路器的發(fā)明專利，并在2005年成功研制出了1.5 Ka/2.5 kV和4 Ka/4.5 kV的樣機(jī)，并通過了測(cè)試。

國內(nèi)對(duì)直流固態(tài)斷路器的研究則起步比較晚，對(duì)直流固態(tài)斷路器的研究集中在一些特殊的領(lǐng)域而且電壓等級(jí)都比較低，如在航天領(lǐng)域電壓等級(jí)為120 V，在航空領(lǐng)域最高為270 V，艦船上是l500 V，國內(nèi)的海軍工程大學(xué)正在對(duì)固態(tài)斷路器在艦艇上的應(yīng)用進(jìn)行研究，其研究的是低壓、大電流，側(cè)重于限流研究，采用IGBT為開關(guān)器件和自關(guān)斷技術(shù)，應(yīng)用場(chǎng)合受到限制。雖然國內(nèi)中國工程物理研究所曾經(jīng)研制出20 kV可控硅固態(tài)開關(guān)，但是其側(cè)重于研究SCR的串聯(lián)技術(shù)，未做過斷路器方面的測(cè)試而且電流在1A以下。

從目前的研究情況來看，國內(nèi)主要集中于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究，基本處于樣機(jī)試制和驗(yàn)證階段，樣機(jī)的容量較小而且集中在一些特殊的領(lǐng)域；國外對(duì)功率器件自身和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都有研究，軍事、民用并舉，而且應(yīng)用到了具體的工程實(shí)踐之中。與國外相比，國內(nèi)還有一定的差距亟需追趕。

3 直流固態(tài)斷路器發(fā)展方向和技術(shù)難點(diǎn)

從固態(tài)斷路器的發(fā)展歷程和功率器件的發(fā)展方向來看，固態(tài)斷路器在直流領(lǐng)域的發(fā)展：一方面兼具機(jī)械式斷路器所具有的功能，使其滿足工業(yè)上實(shí)用化、商業(yè)化和大功率化的需求；另一方面，將研究工作放在檢測(cè)、控制方法和限流功能的研究上，使其將多種功能集于一身。

JME的臨床表現(xiàn)主要為：肌陣攣發(fā)作，失神發(fā)作、全面性強(qiáng)直陣攣發(fā)作，少見的表現(xiàn)為認(rèn)知障礙及行為異常。肌陣攣發(fā)作是JME特征性表現(xiàn)，特點(diǎn)是短暫的、雙側(cè)對(duì)稱的（偶見單側(cè)）、同步的肌肉收縮，通常發(fā)生于清晨覺醒早期（起床前后1小時(shí)內(nèi)）內(nèi)發(fā)生，典型表現(xiàn)為肩、臂的突然抖動(dòng)，或前臂的突然屈曲。雙下肢肌陣攣嚴(yán)重時(shí)可引起突然跌倒，但不常見。輕度肌陣攣發(fā)作可不被他人發(fā)現(xiàn)，僅由患者感知內(nèi)在的電流感或沖動(dòng)感，嚴(yán)重肌陣攣發(fā)作表現(xiàn)為肌肉同步大力收縮，甚至進(jìn)展為肌陣攣持續(xù)狀態(tài)。情緒緊張、勞累、睡眠剝奪、飲酒、閃光刺激均可誘發(fā)肌陣攣發(fā)作。女性患者月經(jīng)前后發(fā)作頻率可增加。

3.1 大功率化

目前，固態(tài)斷路器所使用的功率器件的額定電壓和額定電流較低，而電力系統(tǒng)的容量卻不斷增加，為了得到大容量的斷路器，往往需要采用多個(gè)功率器件進(jìn)行串(并)聯(lián)，為了得到靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的平衡，除了盡量采用特性一致或同一批次的元器件進(jìn)行串并聯(lián)外，還有一些問題需待解決：

(1)驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的同步控制問題：因?yàn)轵?qū)動(dòng)信號(hào)的不同步會(huì)造成器件的開通、關(guān)斷時(shí)間不同步，從而導(dǎo)致器件不均壓或不均流，使其中某個(gè)管子燒壞，最惡劣的情況可能會(huì)使整個(gè)模塊燒壞。

(2)均壓和均流：由于器件開關(guān)特性的分散性、驅(qū)動(dòng)電路的信號(hào)傳遞延遲所造成時(shí)間的不同步等因素，在各功率器件開通與關(guān)斷時(shí)電壓或電流分配不均勻，導(dǎo)致器件或裝置的損壞。因此，設(shè)計(jì)合理的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)平衡變得極其重要。靜態(tài)平衡可通過簡單地并聯(lián)大電阻而獲得，動(dòng)態(tài)平衡則相對(duì)要復(fù)雜些。

3.2 限流功能 限流技術(shù)之所以受到關(guān)注，主要有以下兩個(gè)原因：第一，電網(wǎng)容量不斷增加，短路電流水平也隨之增加，限制短路電流可以提高電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性、電網(wǎng)供電質(zhì)量以及電網(wǎng)的運(yùn)行靈活性；第二，現(xiàn)有功率器件過載能力低，而且能承受的di/dt、du/dt有限，為防止故障時(shí)對(duì)功率器件造成擊穿或損壞，需使用電流限制器。但是在目前的電網(wǎng)中故障電流限制器基本是配合斷路器使用，只有少數(shù)的固態(tài)斷路器具有限流功能，這類斷路器也稱之為固態(tài)限流斷路器，1995年安裝于美國PSE&G變電站的即是短路限流器與固態(tài)斷路器的組合裝置。

目前的限流方法主要有PTC電阻限流、磁元件限流、超導(dǎo)限流和固態(tài)限流等，由于磁元件的容量比較小而未受到關(guān)注，研究的比較多的是超導(dǎo)限流和固態(tài)限流。

3.2.1 PTC電阻限流

PTC(positive temperature coeff icient)電阻限流器利用了PTC材料的正溫度系數(shù)特性。正常運(yùn)行時(shí)，PTC電阻值很低，流過限流器的是正常運(yùn)行電流，溫度較低，短路故障時(shí)，大短路電流引起PTC材料發(fā)熱膨脹，熱量來不及散發(fā)使電阻溫度迅速增加，并在微秒時(shí)間內(nèi)使PTC限流器的電阻值急劇增加，從而起到限制故障電流的作用。

這種PTC限流器在美國海軍新型戰(zhàn)略艦上有相關(guān)應(yīng)用，在低壓商業(yè)領(lǐng)域也有應(yīng)用。但PTC電阻限流器在高壓系統(tǒng)中的應(yīng)用主要受制于以下幾方面的因素：限制感性負(fù)載時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的過電壓；受熱膨脹嚴(yán)重，對(duì)連接設(shè)備的熱效應(yīng)和機(jī)械強(qiáng)度要求很高：恢復(fù)時(shí)間長達(dá)幾分鐘，并且多次使用后性能變壞，必須更換，自動(dòng)化水平不高。此外，單個(gè)PTC電阻的固有電壓和電流額定值只有幾百伏和幾百安。

隨著超導(dǎo)技術(shù)和新材料的發(fā)展，研究超導(dǎo)限流的越來越多，它主要是利用超導(dǎo)體的超導(dǎo)／正常態(tài)的轉(zhuǎn)變來限流。一但電網(wǎng)發(fā)生短路，短路電流大于臨界電流時(shí)，超導(dǎo)體“失超”由零阻抗表現(xiàn)為非線性高電阻，從而限制了短路電流。超導(dǎo)型故障限流器有多種結(jié)構(gòu)，以下主要介紹目前研究的較多的四種：

(1)電阻型：該型故障限流器由超導(dǎo)線圈和電阻并聯(lián)組成，其中并聯(lián)電阻在超導(dǎo)體限流過程中起到分流、限制超導(dǎo)體兩端瞬時(shí)過電壓的作用。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，反應(yīng)速度快；缺點(diǎn)是系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，超導(dǎo)體損耗較大，故障時(shí)超導(dǎo)體承受的短路功率大。國內(nèi)外對(duì)此類型限流器的研究主要集中在超導(dǎo)材料上，目前研究的比較多的是采用YCBO做超導(dǎo)材料的電阻型限流器。

(2)電抗器型：其類型主要有電感型、橋路型等，工作原理大致都相同，其缺點(diǎn)是低溫時(shí)通過大電流，損耗較大。圖2是LANL和西屋電力公司1983年提出的橋路型超導(dǎo)限流器，可交、直流兩用，日本Seikei大學(xué)在1990年就開發(fā)出可用于直流輸電故障保護(hù)的超導(dǎo)限流器樣機(jī)。中國中科院電工研究所于2005年研制出一臺(tái)10.5 kV／1.5 kA的橋路型樣機(jī)。

(3)磁通型：主要有磁屏蔽型、飽和鐵心型等。日本在1997年已研制出6.6 kW400A的磁屏蔽型超導(dǎo)限流器。但磁通型也有其缺點(diǎn)，磁屏蔽型體積較大，在限流期間會(huì)產(chǎn)生過電壓；飽和型在非故障運(yùn)行時(shí)電壓損耗較大，原副邊線圈要求有很好的一致性和對(duì)稱性。在技術(shù)和工藝實(shí)現(xiàn)上有較大難度。

(4)變壓器型：原邊接常規(guī)繞組，副邊接高溫超導(dǎo)線圈。故障時(shí)，變壓器副邊兇感應(yīng)電流很快超過臨界值而失超，從而副邊電阻瞬間變大，導(dǎo)致變壓器原邊的等效阻抗很快增大，從而限制短路電流的增加，目前此類還處于初期研究階段。目前，雖然已經(jīng)研究出了多種類型的超導(dǎo)限流器樣機(jī)，但是由于超導(dǎo)技術(shù)的研究存在以下問題：超導(dǎo)產(chǎn)生條件苛刻、超導(dǎo)磁體不穩(wěn)定、故障后超導(dǎo)體恢復(fù)時(shí)間長以及限流后熱量不易散出，另外價(jià)格昂貴使其很難廣泛應(yīng)用于工程中。

3.2.3 固態(tài)限流

隨著電力電子器件水平的提高以及性價(jià)比的提高，固態(tài)限流器便應(yīng)運(yùn)而生。它主要是利用電力電子器件構(gòu)成轉(zhuǎn)換開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷，將故障電流切換到限制回路，實(shí)現(xiàn)限流功能。由于采用電子元件，具有動(dòng)作速度快，允許動(dòng)作次數(shù)多，可以有效限制短路電流，動(dòng)作時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。美國EPRI曾組織專家對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)的各種限流技術(shù)進(jìn)行調(diào)研，認(rèn)為固態(tài)限流是目前比較現(xiàn)實(shí)的技術(shù)途徑。目前，固態(tài)限流的實(shí)現(xiàn)方案主要有：電抗器限流、可變阻抗式限流、串補(bǔ)限流、固態(tài)開關(guān)限流。其中前三種方法只適合于交流場(chǎng)合的應(yīng)用，固態(tài)開關(guān)式則對(duì)于交、直流場(chǎng)合都適用。

固態(tài)限流器以功率半導(dǎo)體器件作為主開關(guān)管， ABB公司等提出了采用具有硬關(guān)斷能力IGCT器件作為開關(guān)器件兼具限流、斷路器的功能，不僅充分利用了IGCT高效的門極關(guān)斷技術(shù)而且無需緩沖電路，同時(shí)美國CPES也對(duì)基于ETO的固態(tài)限流斷路器做了研究和測(cè)試。國內(nèi)浙江大學(xué)在EPRI提出的交流固態(tài)限流拓?fù)涞幕A(chǔ)上提出了一種在直流場(chǎng)合應(yīng)用的限流拓?fù)?，如圖3所示。圖中t為一電流源，其電流值可按需要設(shè)定，它可由電力電子電路實(shí)現(xiàn)，其有一個(gè)運(yùn)行前提就是保證iC的瞬時(shí)值始終大于或等于負(fù)載電流的瞬時(shí)值。但是該方案在直流電路中有一個(gè)難點(diǎn)就是大電流場(chǎng)合恒流源的獲得，多應(yīng)用于整流輸出場(chǎng)合如發(fā)電機(jī)的整流輸出端。

3.3 控制和檢測(cè)方法

圓態(tài)斷路器在直流領(lǐng)域的應(yīng)用與交流相比較，有其自身的特點(diǎn)和難點(diǎn)，主要表現(xiàn)在：交流電流有自然過零點(diǎn)，固態(tài)開關(guān)可選擇在過零點(diǎn)開通、關(guān)斷；而直流電流是恒定的，在高壓大電流場(chǎng)合，固態(tài)開關(guān)開通過程中的通態(tài)電流上升率di／dt和關(guān)斷過程中的斷態(tài)電壓上升率du／dt非常大，可能會(huì)對(duì)功率器件造成損壞或擊穿。因此，直流固態(tài)斷路器不論采取何種功率器件作為主開關(guān)，不論在任何時(shí)刻通／斷，都面臨著di／dt、du／dt過大的問題，這是直流領(lǐng)域所特有的，也是目前研究大功率固態(tài)斷路器必須面對(duì)和解決的問題。

為了減小線路通／斷對(duì)主回路的影響，軟開關(guān)技術(shù)開始應(yīng)用于固態(tài)斷路器的設(shè)計(jì)，利用外部回路的諧振作用強(qiáng)制主回路在電壓或電流過零時(shí)進(jìn)行切換，從而最大程度減小器件的通斷損耗。其理想的通斷轉(zhuǎn)換波形應(yīng)如文獻(xiàn)[22]所示，此時(shí)可保證器件的安全工作。該文獻(xiàn)給出了具體的依靠諧振實(shí)現(xiàn)換流的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其雖給出了關(guān)斷的方法，但是對(duì)于開通過程則未加以研究。所以有必要對(duì)直流固態(tài)斷路器的主電路結(jié)構(gòu)和開關(guān)的控制策略進(jìn)行研究，使直流固態(tài)斷路器在開通、關(guān)斷過程中承受的di／dt、du／dt盡量小或接近于零，提高裝置的可靠性。

對(duì)于固態(tài)斷路器而言，實(shí)時(shí)有效地檢測(cè)故障電壓、電流是保證設(shè)備安全可靠運(yùn)行的重要保證，也是其另一難點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，只檢測(cè)幅值或有效值將會(huì)造成較大的動(dòng)作延時(shí)，因此電壓、電流的故障情況往往需要將有效值和變化率綜合進(jìn)行分析判斷，同時(shí)新的檢測(cè)方法也不斷出現(xiàn)。因此，檢測(cè)方法越準(zhǔn)確，檢測(cè)時(shí)間越短，就越有利于故障保護(hù)和設(shè)備的安全。

4 應(yīng)用前景

現(xiàn)在發(fā)達(dá)國家如日本、德國等已越來越多地采用直流輸電線路，另外艦船、地鐵、海上獨(dú)立鉆井平臺(tái)等均采用直流輸電系統(tǒng)，對(duì)直流電源的保護(hù)和系統(tǒng)的控制要求越來越高。特別是近十幾年來，輕型直流輸電技術(shù)(HVDC Light)的提出和發(fā)展，固態(tài)斷路器在直流領(lǐng)域的應(yīng)用受到了廣泛的關(guān)注。據(jù)預(yù)測(cè)，輕型直流輸電在電壓低于士150 kV、容量不超過200 MW時(shí)具有經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)越性，它在向偏遠(yuǎn)地區(qū)供電、海上供電、城市配電網(wǎng)增容改造、清潔能源發(fā)電、提高電網(wǎng)供電質(zhì)量等領(lǐng)域?qū)⒖赡馨l(fā)揮極大的作用。目前應(yīng)用的比較多的是對(duì)海上獨(dú)立鉆井平臺(tái)的供電和清潔能源的發(fā)電(主要是風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電)，這些場(chǎng)合大多采用的是輕型直流輸電而且電壓等級(jí)基本屬于中、低等級(jí)。由于輕型直流輸電網(wǎng)絡(luò)中的電力電子設(shè)備應(yīng)用的較多，機(jī)械式斷路器已無法滿足電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)、靈活、快速的要求，從保護(hù)的實(shí)時(shí)性和安全性等多方面的對(duì)比和衡量，固態(tài)斷路器比機(jī)械式更具有優(yōu)勢(shì)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)煤和石油等一次性不可再生能源的需求量日益增加，在歐美等發(fā)達(dá)國家都掀起了一股新能源發(fā)電開發(fā)的熱潮。近幾年來，國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電(含海上風(fēng)力發(fā)電)、太陽能發(fā)電等呈現(xiàn)的跳躍式的發(fā)展都為直流固態(tài)斷路器的應(yīng)用提供了廣闊的前景。