多绕组变压器负载可控型可调电抗

为使可调电抗器能快速连续调节且不产生谐波,提出一种新的可调电抗原理:使用晶闸管和电压型PWM逆变器作为多绕组变压器二次侧负载,通过对晶闸管的开关控制和对逆变器输出电流的控制实现变压器一次侧等效阻抗的任意调节。晶闸管的开关控制实现可调电抗的粗调,从而晶闸管开关绕组占有可调电抗的主要容量;逆变器输出电流控制实现可调电抗的细调,逆变器输出绕组容量很小,从而降低了成本。实验结果表明该新型可调电抗器具备电感线性连续可调、谐波电流小的优良性能。     

考虑阻抗双解现象的可控串补模式切换控制方法

可控串联补偿(thyristor controlled series capacitor,TCSC)的模式切换对电力系统的稳定控制具有重要意义。TCSC阻抗双解现象的存在对其模式切换提出了更高的要求,单一改变触发角的方法无法实现模式切换。在考虑阻抗双解现象影响的基础上,提出了一套相应的TCSC模式切换控制方法。通过强制晶闸管支路电流与线路电流同步,实现由容性区到Bypass模式的切换;在由容性区到感性微调模式切换的过程中提出了晶闸管条件触发的方法,即当线路电流和电容电压满足同向条件时晶闸管才触发导通。同时为及时向切换控制提供线路电流同步信号,提出了一种预测电流过零的新方法。数字仿真及动模实验结果表明,提出的切换方法能使切换过程平稳迅速,且动态特性良好。     

基于晶闸管开关特性的SVC传导干扰仿真模型

为分析和预测由静态无功补偿器(SVC)产生的高频传导电磁干扰,基于晶闸管的动态开关特性,给出了SVC传导干扰仿真的建模方法,它以非线性时变电阻作为晶闸管宏模型的内核,建立含有晶闸管控制电抗器(TCR)支路与晶闸管开关电容器(TSC)支路的SVC仿真模型。模型中晶闸管的动态开关特性由非线性时变电阻阻值的变化来表示。此外,为提高传导干扰预测水平,在仿真模型中还加入了测量传感器的幅频特性校正算法。通过增加一阶导数信息,该校正算法改进了复向量拟合法,以进一步提高拟合精度。SVC传导干扰的仿真结果与现场实测数据相比具有相似性,表明晶闸管的动态开关特性是导致高频传导干扰的主要原因。     

基于自耦变压器的新型动态无功补偿装置

在分析传统的晶闸管投切电容器(TSC)、相控电抗器(TCR)工作原理的基础上,提出了一种新型的动态无功补偿装置-自耦变压器型TSC和TCR的复合装置(TSCCRAT)。TSC、TCR及TSCCRAT的工作性能仿真结果比较表明,TSCCRAT与TSC相比无功功率连续可调和制造成本低,与TCR相比具有较小的谐波电流和功率损耗。特别是TSCCRAT将高电压领域常见的晶闸管对串联结构改成单或少量晶闸管对串联工作,提高了装置的可靠性,降低了控制难度。     

基于统一离散时域建模法的晶闸管串联运行暂态仿真

现有晶闸管仿真模型虽能较准确地模拟单只晶闸管开通和关断的动态过程,却较少涉及多只器件的串并联仿真。文中在分析晶闸管开关过程中动态特性的基础上,利用统一离散时域建模法建立了包含开关动态过程的晶闸管数学模型。由于该模型采用时变电阻来描述晶闸管工作过程中电压、电流的变化关系,因此适用于晶闸管串联电路的暂态仿真分析。仿真和实验结果表明所建立的晶闸管数学模型可较为准确地描述串联运行的晶闸管开关过程中电压的动态分配,从而为需晶闸管串联运行的大型电力电子装置的动静态均压电路设计提供了依据。     

晶闸管投切电容无功补偿角型接线方案的研究

对于三相平衡负载的无功补偿 ,提出了晶闸管投切电容无功补偿角型接线的两种新的经济型方案。第一种采用晶闸管的反并联 ,第二种利用晶闸管和二极管的反并联。相对于常规的接线方案 ,新方案则要显得更加经济且能够快速地控制电容器组的投入和切除。     

新一代±800 kV/8 GW特高压直流工程换流阀晶闸管设计优化

新一代标准化±800 kV/8 GW特高压直流工程对换流阀晶闸管性能及可靠性提出更高要求。通过分析新一代标准化特高压换流阀设备的性能提升需求,明确了晶闸管产品的性能参数优化目标;在以往工程晶闸管研制的基础上,研究了进一步提升电流性能、降低通态压降、提高动态参数一致性及安全裕度的优化设计与工艺改进方法,完成了2种国产技术路线的新一代标准化±800 kV/8 GW特高压直流工程用8.5 kV/5 500 A晶闸管产品设计,并通过专项试验对比分析不同技术路线晶闸管产品的性能特点。研究及试验结果表明,经优化设计后,2种国产晶闸管产品的通态压降与通流特性均得到提高,动态参数一致性更优,安全裕度进一步提升,2种国产晶闸管产品均能够满足新一代特高压工程要求。     

±1100kV/5000A特高压直流输电换流阀非周期触发试验仿真研究与试验验证

换流阀是直流输电工程中的核心设备,除电气设计及结构设计均比较复杂外,电器元件的选择也是核心工作,随着大功率电力电子器件的飞速发展,其技术的先进性和运行的可靠性也得到了大幅度提升,6英寸晶闸管现已在特高压直流输电换流阀上得到了普遍使用。换流阀在挂网运行之前需要对其进行绝缘型式试验,绝缘型式试验是对换流阀的绝缘性能进行全面的考核,文中将对±1 100 kV直流输电换流阀绝缘型式试验中的非周期触发试验进行研究,非周期触发试验是对换流阀考核最为严格和全面的一项试验,旨在考核换流阀在操作冲击电压下通过冲击电流的能力,同时也考核了VCM对换流阀晶闸管器件开通和关断的控制及保护能力。笔者利用PSCAD仿真软件对±1 100 kV换流阀的非周期触发试验进行了仿真分析,分析结果可知,给单阀施加规定的操作冲击电压574.4 kV时,单阀通过冲击电流的能力约为6 045 A,并得到试验验证。     

TSC装置投切过程分析

对低压配电系统中的无功补偿电容器,一般采用晶闸管进行动态投切。文中对晶闸管的投入和切除过程的数学模型进行了详细的分析推导。理论推导结果证明无论晶闸管切除次序如何,3台电容器上的残压始终为线电压峰值的1.366、1、0.366倍;V1、V2晶闸管两端的电压始终在一定的范围变化。该结果为抑制投切过程中产生的过电压问题及TSC装置中晶闸管的参数选择提供了理论依据。     

集成门极换向晶闸管开关特性

新型开关器件集成门极换向晶闸管(IGCT)由于其优越的性能在中高压大功率多电平变流器系统中逐渐得到广泛应用.在电力电子仿真软件PSIM中实现的一种适用于高压大功率变流仿真的IGCT功能模型的基础上,建立了IGCT单管实验的仿真模型,分析了IGCT开关特性,特别是该电路中各种杂散参数和缓冲吸收电路中各元件参数对IGCT关断过程的影响,为实际的基于IGCT器件的大功率多电平变流器系统的结构设计和控制提供了重要的理论根据和指导.     

MSC动态无功补偿选相投切控制器的研究

针对矿井电网负荷变化频繁、无功冲击大的特点,设计了一套机械投切电容器(Mechanically Switched Ca-paeitor,简称MSC)动态无功补偿系统.该系统首次将高压真空接触器实际应用于投切并联电容器组,利用高压真空接触器寿命长、操作频繁、价格低的优势打破了晶闸管触发投切的传统惯例.选用DSP作为核心控...     

反向恢复期脉冲作用下高压晶闸管失效分析

本文搭建了高压晶闸管反向恢复期脉冲作用实验平台与特性参数测试平台,研究了高压晶闸管在反向恢复期不同阶段遭受脉冲冲击过程中的特性参数变化规律,并对退化和失效晶闸管拆片分析,结果表明：反向恢复期脉冲作用下高压晶闸管退化或失效表现为阻断能力的退化或丧失,由此引起晶闸管漏电流剧增,漏电流可作为表征晶闸管状态变化的特征参量;反向恢复期初期和中期冲击失效器件芯片上可见明显击穿点;反向恢复期中期冲击阻断能力退化芯片上可见热应力作用形成的圆斑;反向恢复期末期冲击失效器件可在芯片边缘与绝缘橡胶相接处见雪崩击穿闪痕。#$NL关键词：高压晶闸管; 电压脉冲; 反向恢复期; 失效分析#$NL中图分类号：TM461.4     

基于晶闸管的STATCOM原理和实现

通过对静止同步补偿器（STATCOM）换流过程的分析,提出当STATCOM工作角度超前于系统电压时,可以用晶闸管代替可关断器件,实现可吸收无功功率的基于晶闸管的STATCOM。文中构建了12脉晶闸管STATCOM样机装置,并设计了基于现场可编程逻辑器件和数字信号处理器的数字控制器,以提供高精度晶闸管触发脉冲,满足样机装置触发要求。样机实验验证了晶闸管STATCOM的可行性,实验结果表明,基于晶闸管的STATCOM在其工作范围内能吸收连续可调无功功率,装置工作电流谐波小,具备了普通STATCOM装置的优点,可用于电力系统无功补偿领域。     

Discussion of thyristor characteristic optimization for HVDC valves

We have been developing thyristor valves for high‐voltage dc transmission systems for more than 20 years. During this period, the size, power loss, and reliability have been dramatically improved and one of the technical advances which support the improvements is to increase the voltage and current rating of thyristors. However, when thyristor voltage rating exceeds 6 kV, increasing the voltage rating does not lead to size and power loss reduction of the valve because of turn‐off characteristic deteriorations. This paper describes a method which can optimize the thyristor characteristics in such a way that the size and power loss of valves are minimized. Two different approaches for HVDC and back‐to‐back systems are presented. © 1999 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 128(3): 43–52, 1999     

基于自耦变压器的新型动态无功补偿装置

在分析传统的晶闸管投切电容器（TSC）、相控电抗器（TCR）工作原理的基础上,提出了一种新型的动态无功补偿装置一自耦变压器型TSC和TCR的复合装置（TSCCRAT）。TSC、TCR及TSCCRAT的工作性能仿真结果比较表明,TSCCRAT与TSC相比无功功率连续可调和制造成本低,与TCR相比具有较小的谐波电流和功率损耗。特别是TSCCRAT将高电压领域常见的晶闸管对串联结构改成单或少量晶闸管对串联工作,提高了装置的可靠性,降低了控制难度。     

无功补偿电容组投切智能复合开关

为了解决无功补偿电容组投切时造成的电流冲击和电压震荡的问题,设计了一种基于单片机的无功补偿器复合开关。通过双向晶闸管和磁保持继电器相结合的方式,实现过零平滑投切,性能可靠、能耗低,在电路设计上使用了一种检测电路使智能复合开关具有多种检测的功能,增加了系统的安全可靠性。以单片机为控制器,使智能复合开关具有多种控制方式。在实际的低压无功补偿应用中具有很好的效果。     

配电系统开关优化配置的混合整数线性规划模型

配电系统中的开关设备可以有效提高系统的运行可靠性,而开关的种类以及安装的位置对配电系统运行可靠性的影响有所不同。在此背景下,研究了计及可靠性的配电系统中开关优化配置策略。首先介绍了在不同预想故障条件下用户停电时间的计算方法。之后构建了以开关投资费用、运行维修费用和用户停电损失费用之和最小,以可靠性指标在给定阈值内为约束条件的开关优化配置模型。通过对用户停电损失函数线性化处理,将所提出的模型转换为混合整数线性模型,并通过高效商业求解器进行求解。最后,对IEEE RBTS-Bus 4系统和某实际中压配电系统进行测试分析,算例结果说明了所提出的模型与求解方法的基本特征。     

UPFC晶闸管旁路开关阻尼参数测量技术研究

晶闸管旁路开关TBS是UPFC系统中重要的保护设备,可以在电力系统故障时实现对UPFC的快速旁路和隔离保护。由于TBS只有在系统故障时投入运行,而在系统正常运行时一直处于热备用状态,这种工作特性导致其无法像其他设备一样实现利用在线检测手段来判断晶闸管回路元件状态。本文对常用的晶闸管阻尼回路参数测量方法进行了对比研究,结合TBS晶闸管级阻尼回路特点,提出了一种基于AD5933阻抗测量芯片的TBS晶闸管回路RC阻容参数测量方法,具有快速、准确、可靠等优点。     

New DC Chopper Circuits Using Fast-Switching Reverse-Conducting Thyristors for Low-Voltage DC Motor Control

Fast- switching reverse-conducting thyristors have been developed and used in dc chopper apparatus to control the speed of highvoltage dc traction motors. The newly developed dc chopper circuit and its application for low-voltage dc motor control are discussed. The fast-switching reverse-conducting thyristor is utilized as the main thyristor to control load current.