直流输电与交流输电相比,具有传输损耗小、输送容量高、无系统稳定性问题等一系列优点,是我国大电网发展格局的战略选择。高压直流断路器是建立和发展高压直流输电和柔性直流输电的核心装备。其中,混合式高压直流断路器由于其具有良好的动态特性和低损耗静态特性是目前研究的重点之一。混合式高压直流断路器作为一种新型直流装备,其寄生参数分析与优化研究极为缺乏,但这又是研制中必须认识并解决的关键问题。本文聚焦于直流断路器半导体组件的杂散电感问题,采用理论推导、仿真计算和试验测量相结合的方法,对直流断路器半导体组件的杂散电感影响分析及优化问题进行了深入研究。本文首先分析了 500kV混合式直流断路器的基本工作原理和杂散电感影响机理,分断研究了混合式高压直流断路器动作过程中的等效电路。分别研究了第一次、第二次换流过程中杂散电感的影响,明确了杂散电感对直流断路器开断性能影响最严重的阶段。其次,针对工程用半导体组件的典型结构进行了杂散电感提取,并通过大电流关断试验数据证明了数值提取的准确性,同时还对比分析了杂散电感对两种全桥结构的影响差异。然后,建立了二极管全桥组件的仿真模型,用以分析二极管全桥组件内杂散电感对IGBT关断电压和缓冲电容电压的影响。定义了可以量化分析杂散电感影响的灵敏度系数,并据此提出二极管全桥组件杂散电感优化设计原则。建立起避雷器单元的仿真模型,分析了转移支路、吸能支路的杂散电感对缓冲电容电压的影响以及后期结构优化的重点。最后,提出了一种二极管全桥组件和避雷器单元的结构优化设计方案,并给出了优化方案设计图。仿真结果表明,该方案优化效果明显,杂散电感水平显著降低,能够有效提高混合式高压直流断路器的工作可靠性。