新型磁控开关型故障限流器参数设计及模型机研究

基于饱和铁心型高温超导故障限流器拓扑,提出了一种适用于中高压电网的磁控开关型故障限流器结构。通过工作原理分析,论证了此拓扑结构的可行性,建立了限流器的数学模型和简化电路模型,推导出这种限流器系统的设计公式,并在此基础上研制了一台220V/50A限流器模型机。试验结果表明,该故障限流器具有快速、有效的故障电流限制作用,且具有结构简单可靠,运行控制灵活的特点。     

新型饱和铁心型高温超导故障限流器等效电路和仿真分析

基于饱和铁心型高温超导故障限流器的基本工作原理,提出了一种新型高温超导故障限流器的铁心结构和交直流线圈配置方式。通过理论分析,介绍了新型结构的工作原理,建立其等效二端口电路模型,推导出电路模型的参数,分析了交流绕组在直流回路中产生的感应电流大小。结构限流器通过缩减偏置磁路的有效长度,降低偏置电流的大小。对新型高温超导故障限流器进行仿真分析,仿真结果表明,在系统正常运行时,结构限流器对交流回路电流的影响很小,在系统发生短路故障时,能够有效、快速地将短路电流限制在合理范围内。     

一种新型永磁磁饱和式故障限流器的研究

故障电流限制器是一种重要的限制故障电流的设备。提出了一种新型内部永磁偏置式的导磁体结构,并构成一种新型磁饱和故障限流器。对这种限流器的工作原理进行了分析,给出了限流器设计的一些主要参数。在220 V系统下设计并制作了限流器模型,并用Matlab对限流器在正常及故障情况下的特性进行了仿真。试验结果与仿真结果基本一致,设计的模型限流器可以达到预期的限流效果。这种新的结构的优点是造价经济、结构简单、反应迅速和不需要检测控制装置。     

一种新型HVDC直流限流器拓扑设计与分析

针对直流电流增加导致的换相失败问题,设计了一种电感式限流器,分析了其工作原理并建立了数学模型,该限流器基于电感通低频阻高频的特性,利用快速可控的电力电子器件实现直流电流向交流电流的转变,可安装于高压直流输电系统逆变站直流出口处。应用PSCAD/EMTDC软件对该拓扑结构的可行性进行验证,结果表明:在交流系统单相故障和三相故障下,该限流器均能限制直流电流幅值,在一定程度上降低传统高压直流输电换相失败的概率。仿真结果证明了理论推导的正确性和该限流器拓扑结构的可行性。     

一种新的饱和铁心型高温超导故障限流器的设计方法

随着高温超导技术的发展及电力系统容量的增加，不久将来会有很多超导技术在电力系统中得到重要应用。其中高温超导故障限流器很可能成为最先在电力系统中得到应用的超导装置之一。为此介绍一种新的饱和铁心型高温超导限流器的工作原理，并给出了设计这种限流器各种参数的推导方法。计算结果表明该限流器的结构尺寸和运行特性都是可行的。     

永磁饱和型高压直流限流器参数优化设计

随着高压直流系统短路电流水平的提升,故障电流可能超出断路器遮断容量,或使其体积与成本急剧增加。使用故障限流器抑制故障电流上升速度,能够降低对直流断路器性能的要求。其中,永磁饱和型故障限流器具有无需外加控制、自动响应、无需外加励磁电流和损耗较低等优点。目前限流器参数设计主要针对稳态电感值,考虑暂态特性的参数设计及优化方法仍待研究。为此,文中提出一种用于直流系统的永磁饱和型故障限流器参数优化设计方法。首先,介绍了该类型限流器的工作原理。其次,提出了限流器优化设计的约束条件和优化目标函数,以成本最低为目标进行了限流器参数优化设计。最后,建立了有限元和电路仿真模型进行仿真计算,并研制了一台限流器样机,进行了试验。仿真和试验结果表明:采用所提方法可以设计出符合要求的限流器,降低了限流器成本,减小了直流断路器分断过程中的应力。     

基于非正交解耦原理的紧凑型高压交流磁饱和限流器研究

磁饱和故障限流器需要外加空心电抗器来提升限流性能，这导致体积和占地面积大，为此提出了一种基于非正交解耦原理的紧凑型高压交流磁饱和限流器(compact saturated core fault current limiter,CSFCL)，其具有占地面积小、体积小和限流性能较好的优点。首先介绍了非正交解耦原理，结合传统混合励磁饱和铁芯型故障限流器(hybrid type SFCL,HSFCL)的磁路结构，提出了集成非正交解耦绕组的限流器拓扑，分析了其等效磁路和电路模型，并阐述了限流器的工作机理。然后提出一种带气隙的多段解耦绕组电感计算方法，较传统方法精度提升35%。再对限流器响应时间和限流比进行参数设计计算。接着进行了220 kV CSFCL和HSFCL有限元仿真，验证了理论分析的正确性。最后设计研制出限流器小容量试验模型，并开展了试验研究，对比得到CSFCL限流系统总体体积相较于HSFCL减少47.8%，占地面积减小85.1%。仿真和试验结果均证明了该拓扑的有效性。     

电感型FCL对断路器恢复电压上升率的影响

安装故障限流器可有效降低电力系统的短路电流水平和高压断路器的遮断容量要求,但也可能造成更加苛刻的开断条件.针对安装电感型故障限流器的系统发生出线故障和近区故障的现象,通过理论分析与推导,给出了描述断路器恢复电压上升率与限流比、杂散电容以及近区故障距离之间关系的数学表达式.基于这些理论公式,研究了各主要参数对恢复电压上升率的具体影响,并与文献中的有关仿真结果进行了比较,验证了分析方法的有效性.本文的研究结果为电感型故障限流器的参数优化和高压断路器开断特性的选型提供了分析基础和理论依据.     

新型故障限流器限流性能的仿真研究

基于PSCAD仿真软件的理论应用,研究了一种新型故障限流器的限流性能,在研究故障限流器新型拓扑结构的基础上,设计出其控制结构模型,通过搭建某简单实际电网模型,对该故障限流器在各种不同典型短路故障下的应用进行了分析。介绍了各种典型故障情况下的仿真结果。     

交流发电机整流供电系统故障限流装置的分析与设计

提出了一种新型的整流发电机供电系统区域问限流保护方案及限流器电路。给出了适用于限流器分析的整流发电机的简化模型。建立了该型限流器的数学模型，得到了整流发电机电源参数对FCL承受的最大电压和最大电流的影响关系，通过MATLAB仿真验证了简化模型和所推导结论的正确性。研制出小功率实验样机，完成了三相整流同步发电机直流侧突然短路故障时限流的动态模拟实验。实验结果表明该限流器设计合理，限流效果明显。     

非接触电能传输系统互感耦合的仿真研究

基于Maxwell 2D仿真环境,建立了非接触电能传输系统磁能转换机构的仿真模型.基于此仿真模型,研究了影响非接触电能传输系统互感耦合的因素,包括磁芯材料、原边导线的位置、副边线圈的绕线方式以及绕线位置等因素.仿真结果显示了互感耦合受上述因素影响的规律,可指导该系统互感耦合的优化设计.     

直流SMC铁心高温超导故障限流器的研究

分析了直流电力系统保护的发展现状,设计了一种铁心型高温超导故障限流器。为了尽量延长限流的时间,限流器的铁心采用软磁复合材料(SMC)。限流器在系统正常工作时对电力系统影响很小,当短路故障发生时,它会很快表现为大阻抗以限制短路电流。基于磁场有限元与电路耦合的计算方法,首先对限流线圈在短路过程中的非线性电感进行精确计算,然后结合计算结果,在电路仿真程序中计算短路电流。通过对比SMC与硅钢铁心材料限流器的限流情况,可以看出SMC铁心限流器对于直流电力系统短路故障的限流效果更好。在短路故障发生后8 ms时,该限流器能将短路电流限制到最大值的12%。     

电力系统高温超导故障限流器的研究

在阐述传统电力系统故障限流器的基础上，综述了高温超导体的基本特性、高温超导 限流的结构，并着重讨论了饱和电抗器型高温超导限流器的设计原理和限流效果。     

脉振磁场永磁低速同步电动机的稳态运行分析

脉振磁场永磁低速同步电动机是一种新结构原理的永磁同步电动机。由于磁路结构的特殊性,绕组电感参数与一般电机有很大不同,不满足Ｐａｒｋ变换条件。因此,在相坐标下建立电机稳态运行饱和数学模型。并且样机仿真结果与实验结果符合较好,证明该分析模型的正确性;同时从理论和实验两方面证明脉振磁场永磁低速同步电动机能够实现低转速、大功率。     

新型磁控开关型故障限流器拓扑及试验研究

基于饱和铁心型高温超导故障限流器的拓扑,提出了一种适用于中高压电网的磁控开关型故障限流器拓扑结构,在偏置回路中串联了一个限流电感,通过故障前后交流电流的变化自动实现限流电感的退出和接入,从而实现对短路电流的限制,并研制了一台220 V/50 A试验样机。对限流器样机的试验结果表明,磁控开关型故障限流器在正常工作时电压损耗很小,对线路几乎没有影响;故障发生后,限流电感立即自动插入故障回路进行限流,基本不产生谐波,运行控制灵活且简单可靠,对短路电流具有快速、有效的限制作用。     

±1100 kV特高压直流换流站PCOV计算及影响因素分析

含换相过冲的持续运行电压峰值（peak value of the continuous operating voltage, PCOV）是决定换流站直流避雷器参考电压的一个重要参数。针对昌吉—古泉±1100 kV特高压直流工程建立了换流阀、换流变压器、平波电抗器、PLC滤波器等主设备模型,基于±1100 kV特高压换流站系统等效电路模型仿真计算了各类型直流避雷器的PCOV水平。对比公式法计算结果,PCOV水平整体上一致,最大偏差为13.4%,说明公式法计算值仍留有一定的安全裕度。基于所建立的模型进一步对PCOV计算的影响因素进行分析,结果表明,换流阀的阻尼电阻、阻尼电容、饱和电抗器铁芯电感、换流变压器漏感和平波电抗器电感对PCOV计算的影响较大。     

高温超导故障限流器的数学模型及其数字仿真

本文分析并建立了饱和电抗器型高温超导限流器的仿真模型，利用电磁暂态程序ＥＭＴＰ对该新型限流器的限流效果进行了数字仿真。通过与传统的线性限流电抗器的对比分析，证明新型限流器能有效地解决减小正常运行电压损失与增大限制故障电流能力之间的矛盾。     

注入式混合型有源电力滤波器稳定性研究

在介绍注入式混合型有源电力滤波器的拓扑结构及控制策略的基础上,提出了该有源电力滤波器的数学模型,并利用该模型对系统的稳定性进行深入分析。从谐波抑制效果出发,有源电力滤波器放大倍数K的取值越大越好;但是系统中的延时环节、电网电感参数和无源电力滤波器参数均限制了K的取值范围,从而共同决定了有源电力滤波器实际能够投入的最大容量。分析表明:系统中的延时越小、无源电力滤波器及电网的电感参数越大,则最大放大倍数Kmax越大,谐波抑制效果越好;无源部分对Kmax影响有限。实验结果证明了理论分析的正确性。     

大型接地系统接地阻抗测量的引线互感分析

接地测量引线存在互感,严重影响大型接地系统接地阻抗测量结果的准确性。首先推导了任意布线形式接地测量的互感理论模型,并基于引线互感修正项的复镜像拟合实现了模型求解。与更正的穿透深度公式的对比结果表明,复镜像法求解互感的精度较高。研究了5D-0.618法、2D-30度夹角法、90度夹角法和反向法在不同引线长度和土壤电阻率情况下的互感数值规律。结果表明:5D-0.618法和2D-30度夹角法在大型接地系统的阻抗测量时互感导致结果偏大,需要进行互感校正;反向布线法互感为负值,其互感影响程度需要结合工程实际作评估。