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高压直流电网的电压等级高、线路阻抗小,当发生短路故障时,线路的故障电流迅速上升,为了系统安全稳定运行,直流断路器应在很短的时间内切除故障线路,并具备足够的开断容量,将故障点与直流系统隔离。采用机械开关和电力电子器件相结合的混合式直流断路器,综合了机械开关通态损耗小和电力电子器件关断速度快的优点,其快速的动作性能和较大的开断容量,为高压直流电网的安全运行提供了重要保障。同时,电流转移过程是混合式直流断路器成功切断故障电流的关键,且混合式直流断路器的电气参数的变化对其开断性能、体积和成本有很大的影响。因此,研究混合式直流断路器的换流特性和分断性能的影响因素及其影响规律,对混合式直流断路器的发展具有十分重要的意义。本文以ABB的全控型直流断路器(Full Controlled DC Circuit Breaker,FCCB)和全球能源互联网研究院的级联全桥型直流断路器(Cascaded Full-bridge DC Circuit Breaker,CFCB)为研究对象,对其拓扑结构和工作原理进行了理论分析。为了便于分析断路器切除故障时的内部动作过程,将其按照断路器内部动作顺序分为四个阶段。在给出的直流网络简化模型的基础上,详细研究了断路器在切除故障时的电流通路和三次换流过程,并分别提出了FCCB和CFCB的换流等效模型和避雷器吸收电流模型,通过提出的等效数学模型分别给出了两种断路器的换流特性和开断性能的主要影响因素及其影响规律。其次,分别利用电力电子器件、机械开关、缓冲电路和避雷器,在PSCAD/EMTDC中分别搭建了FCCB和CFCB的仿真模型,并分别进行了断路器开断故障电流的仿真,仿真波形验证了建模的准确性。通过搭建的两种断路器的仿真模型,保持系统其他参数不变,分别改变避雷器参考电压、机械开关动作时间和杂散电感等主要影响因素,利用得到的仿真波形,验证各影响因素对断路器三次换流过程、MOV电流持续时间、断路器电压和避雷器吸收能量的影响规律的正确性。最后,通过比较避雷器参考电压、机械开关动作时间和杂散电感等影响因素对FCCB和CFCB的换流过程和分断性能的影响规律,得到了混合式直流断路器的电流转移特性和开断特性结论,为今后研制开断时间更短、开断容量更高的混合式直流断路器提供参考。