直流融冰装置测试用等效模拟负载的温升计算与试验

直流融冰技术是电网防御冰灾的重要技术。现有的直流融冰装置性能检测主要进行短路或开路试验,无法完全模拟实际运行条件下的融冰状态。为了设计直流融冰装置全压大电流试验中所用的模拟负载,以10 MW直流融冰装置为例,根据传热学和计算流体力学(CFD)的基本理论,以水作为模拟负载的导电和散热介质,建立功率1/100的缩比负载的物理模型。采用有限元方法对缩比模型的流场分布和温升进行了数值仿真计算,并开展等效物理试验测量负载模型的温升。最后,根据单台直流融冰装置的实际功率要求,设计了全压大电流负载装置的电气结构及散热方式。结果表明:模拟负载装置以17 m3/h作为入口流速,可以满足极板温升70℃的设计要求值,验证了以水电阻作为直流融冰装置试验的等效模拟负载的可行性。     

国网湖南电力检修公司完成直流融冰试验

正2013年12月10日,国网湖南电力检修公司完成了500千伏黑沙线线路直流融冰装置升流试验。这是湖南主电网移动式直流融冰装置首次在超高压线路上进行升流试验。据了解,为检验融冰装置的实际融冰能力和改进融冰技术方案,国网湖南电力检修公司在每年融冰警戒期到来前,都会安排一次线路模拟融冰试验,但以前仅限于在试验设备上进行模拟,并未真     

基于不可控整流移动式直流融冰装置的研究

针对湖南电网输电线路的冰冻灾害,提出了基于不可控整流的直流融冰技术,并研制了移动式直流融冰装置,可实现0～150km各种线型的输电线路融冰,解决了输电线路线型复杂、长度不等的融冰问题.移动式直流融冰装置对长沙向阳变电站110kV向黄I线进行了现场试验,该导线型号为LGJ-185,长度为12.626km,施加603A电流...     

可减小输入侧谐波及输出电压可调的融冰装置

针对农配网线路线型复杂且各种线型所需融冰电流取值范围差异较大的特点,设计并测试了一种输出直流电压可调的融冰装置。将直流斩波原理与整流原理相结合,使设计的装置可根据不同负载输出不同的直流融冰电流。同时,引入二阶定K型滤波器以减小直流斩波引起的输入电流谐波畸变率,并利用融冰导线所含的电感代替斩波电路所需的平波电抗器以减小融冰装置体积与重量。根据设计制作了装置样机,并对其进行了仿真与实验测试。仿真结果表明,加入LC电路后,该装置可将输入电流谐波总畸变率从65.74%降为31.08%,也能减小部分输入电流。实际实验中,加入LC电路的装置输入电流谐波总畸变率30.14%,波形与仿真结果基本一致,验证了提出的设计方案的可行性。     

新技术

国家电网移动式直流融冰装置国家电网移动式直流融冰装置于10月29日在娄底220 kV上渡变电站现场试验成功。该试验以220 kV田上线作为试验对象,成功地将直流电压施加至12.5 kV,融冰电流1 420 A。10 min后,导线温度由17℃上升至     

并联交流电缆异常发热情况分析

<正>直流融冰技术作为一种新型有效的除冰方式克服了交流融冰方式的技术限制,已在电力系统中得到应用。2009年1月使用移动式直流融冰装置对500kV复兴变电站复沙Ⅰ线50km的4×300架空线路进行了模拟融冰试验,试验线路在3200A大电流运行半小时后线路温升     

移动式融冰兼SVG结构设计与散热研究

为解决直流融冰装置利用率较低的问题,将移动式直流融冰装置与静止型动态无功补偿装置结合,并基于电压源型换流器拓扑,提出一种新型的直流融冰装置——移动式融冰兼SVG装置.首先对移动式融冰兼SVG装置的原理进行介绍;其次针对融冰装置的结构进行详细分析,介绍了结构、绝缘、箱体等设计要点;最后针对装置散热进行了仿真分析.     

直流融冰装置零功率试验原理及实际工程试验研究

目前有关直流融冰装置零功率试验(ZPT)电气特性的相关研究成果较少。为此,采用EMTDC软件对直流融冰装置零功率试验进行深入研究,包括:零功率试验原理、直流电流电压及其谐波特性、交流谐波特性、有功与无功分析、阀电流与阀电压分析、通态电流上升率和断态电压上升率分析等。结果表明:直流融冰装置触发角越小,短路直流电流越大,换流器内部的电压降越大,直流端口电压越低;直流电流特征谐波为12k1(k1=1,2,3,…)次谐波,直流电压谐波为6k2(k2=1,3,5,…)次谐波,且其直流分量很小,且随着触发角的增大,直流分量减小,交流分量增大;融冰装置的有功损耗很小、无功损耗很大,且随着电流的增大,无功损耗成比例增大。     

直流大电流综合试验装置校准方法探讨及不确定度解析

直流大电流综合特性试验装置是用于检测直流低压电器过流保护电器的脱扣动作特性的仪器,指在低压电器行业用于对直流产品进行长延时、短延时、瞬时脱扣试验和短路试验的测试设备。随着直流低压电器产品在有色冶金、氯碱化工、低压配电、直流输配电、新能源以及轨道交通等领域的广泛应用,用于直流电器产品检测的直流大电流综合特性试验装置需要定期溯源,以满足试验检测能力的准确度要求。在计量校准领域内展开相关校准方法的现状分析,梳理了现阶段此试验装置校准方法的研究方向。根据试验装置对应产品,依据国家标准,提出新的校准参数,针对直流大电流装置的校准问题,提出使用光纤电流传感器测量方法进行测量,并对其产生的数据进行不确定度评定分析。     

南方电网直流融冰方案仿真研究

基于贵州福泉变电站输电线路融冰电流的计算结果,对500kV／220kV线路配置了60MW／25Mw直流融冰装置,并给35kV／10kV典型线型设计了500kW柴油发电机为电源的移动式直流融冰装置。应用PSCAD／EMTDC仿真软件研究了这些融冰系统以证实其可用性、有效性以及对直流融冰装置所建议的技术指标。     

移动式全桥MMC型融冰兼STATCOM装置研制

本文对一种基于全桥型MMC的融冰装置进行了研究,他具有模块化、可扩展性强、冗余性高、生成直流电压范围广等优点,十分适用于直流融冰场合。本文首先分析了应用于融冰装置的MMC工作原理,然后提出了融冰装置的控制策略。为简化实验条件,提出了一种新型的额定电流零功率试验方案。并且研制了一台工业用移动式MMC融冰装置,并在该装置上实验验证了控制策略、额定电流零功率试验方案的有效性,成功实现静止无功补偿的功能。     

星接链式静止同步补偿器在直流融冰的应用

两台星接链式静止同步补偿器(STATCOM)通过中性点连接融冰线路可实现直流融冰,该方式谐波小,占地少。文中说明了该融冰方式的控制原理,通过功率分析的方法推导了直流电压波动公式和分析了二倍频环流的原因,并通过仿真分析得到了证明。为了进一步实现工程应用,还分析了STATCOM的优化选型设计,并与传统的静止无功补偿器(SVC)兼融冰装置进行了技术参数和特点的比较,提出了STATCOM用于直流融冰时适合的应用范围,并提出了移动式STATCOM融冰设计的理念和设计方法。     

SVC兼直流融冰模式的试验研究

本文主要针对除常规一次设备的试验外,初步介绍融冰装置的大电流试验、直流装置启停试验、空载升压试验等的试验步骤、基本试验方法,通过对现场试验结果的录波图、红外测温图及现场操作情况介绍,全过程描述现场试验内容,进而得出合理、真实的试验结论。     

可关断器件移动式直流融冰装置研究

为提高电网的可靠运行,加强电网防冰防灾能力建设,我国加强了先进电力电子技术用于融冰领域的研究。文章首先说明了线路融冰额定电流和电压的计算方法,随后介绍了基于可关断器件移动式直流融冰装置的技术先进性,给出了其系统技术方案、主电路拓扑和控制策略,尤其阐明了先进的四象限变流器模块串联的多重化电压源换流器(voltagesource converter,VSC)结构。500 kV线路现场试验证明,该装置的研制成功,为我国电网防冰减灾提供了新的技术手段。     

适用于全桥型模块化多电平换流器的直流融冰装置控制策略

现有直流融冰装置采用了晶闸管可控整流技术,在运行中均会消耗一定的无功功率,产生特征次谐波,对交流系统带来一定影响。全桥型模块化多电平换流器(MMC)具有直流电压和直流电流双向运行能力,可满足直流融冰对换流器运行工况的要求。文中提出了适用于全桥型MMC的直流融冰装置控制策略。首先,对全桥型MMC直流融冰装置的主回路拓扑的运行原理进行了介绍,并给出了适用于全桥型MMC的调制比定义。其次,充分利用全桥型子模块可输出正、零、负模块电压的特点,分析如何实现零起升压/升流,以满足不同类型、长度线路的融冰需求,使得直流电压很低时,交流侧仍然保持很高的电能质量。然后,基于无功补偿容量、设备利用率和器件裕度等对装置的无功补偿进行研究,确定了装置无功补偿模式的拓扑结构。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了直流融冰模型,仿真结果验证了所提控制策略的有效性。     

直流融冰覆冰线路全控直流融冰电源及其控制切换策略

针对现有融冰电源的状况,提出了一种新型的基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)斩波调压电路的电压源型换流器(VSC)功率单元级联直流融冰电源拓扑。对VSC功率单元的工作模式和级联型融冰电源的工作特性进行了分析,结合该电源的拓扑特点,提出了功率单元的单位功率因数脉宽调制(PWM)控制+6重移相斩波调压控制的新型控制组合策略。根据融冰电源的应用方法,提出了基于"一进两回"融冰接入方法的新型三相循环自动融冰控制策略,给出了切换方法并进行了详细分析,同时对直流侧故障策略进行了分析。实验结果表明,该融冰电源具有电压稳定可调、恒流输出的特性,可以有效完成自动融冰功能,电能质量参数明显优于现有其他类融冰电源。     

500kV线路可移动直流融冰装置的研制和实现

输电线路在冬季覆冰会对电网造成严重的破坏.针对中国典型气象条件,计算了500 kV输电线路融化覆冰所需的电流,并结合该计算结果及融冰装置的使用特点,提出了实现500 kV输电线路可移动直流融冰装置的技术方案.在确定技术方案及设计原则的基础上,描述了该方案的实现过程,并给出了该装置对500kV输电线路进行融冰的试验结果.结果表明该装置输出电流达到4kA,线路温升超过40℃,满足500 kV输电线路的融冰需要.     

换流变压器在直流融冰装置中的作用研究

直流融冰是目前最为成熟和可行的融冰手段之一。文章在现有直流融冰技术的基础上,通过对直流融冰的最小融冰电流、直流融冰功率以及谐波电压的研究,分析使用和不使用换流变压器对直流融冰装置和交流线路的影响,为直流融冰的应用提供了一个新的思路。结合四川电网某融冰工程项目,使用PSCAD/EMTDC软件仿真得出使用换流变压器的工程实际应用条件和限制范围,研究成果成功应用在四川电网直流融冰项目设计工作中,可供今后工程参考。     

适用于直流配电网的组合电容型直流负荷开关

直流负荷开关是构建直流配电网的关键设备。针对现有直流负荷开关附加设备多、体积大、控制复杂等缺点,文中提出组合电容型直流负荷开关拓扑,并分析所提拓扑工作原理、控制策略和参数设计。该负荷开关利用预充电电容构成源侧部分和荷侧部分。且多条直流母线出线上的负荷开关共用源侧部分,降低了设备体积和成本。切负荷过程中,通过源、荷侧电容的配合,给机械开关提供一个低电压、零电流的关断条件。最后在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,对所提拓扑的可行性与有效性进行验证。结果表明,文中直流负荷开关能够可靠无弧关断负荷电流,保障直流配电网的安全运行,且所需设备成本低,有助于提高直流配电网的经济性。     

一种提高星接链式STATCOM直流融冰电流的控制方法

分析了采用中性点相连的两台星接链式静止同步无功补偿器(STATCOM)的直流融冰方案中融冰电流较小的问题,最终提出了调制波饱和的控制方法,即增大直流调制波幅值,使得总的调制波饱和,从而提高每相H桥直流电压利用率、产生更大的融冰电流;同时理论论证了使用调制波饱和的控制方法而产生的谐波分量只会在两台STATCOM间形成环流而不会流入污染系统。最后在Matlab/Simulink环境下搭建仿真,证实了该方法的可行性和有效性。