专家解疑

问:晶闸管在交流电路里的工作特点是怎样的?答:晶闸管接在交流电路中的情形如图1所示,UC为交流电压,RL是负载。     

大功率晶闸管热阻抗分析方法的研究

随着柔性交流输电和高压直流输电设备在我国电力系统中应用越来越广泛,以晶闸管为主组成的高电压大电流电子阀等核心技术已成为研究焦点。晶闸管的结温及其变化影响晶闸管的电学特性及其使用寿命,而晶闸管的热阻抗直接影响晶闸管的结温,因此,晶闸管的传热特性及其建模方法的研究对于晶闸管及其阀的研制具有很重要的现实意义。论述了现有热阻抗分析及其建模的方法,即试验方法和数学物理方法,分别讨论了它们的建模过程及建模结果－等效热阻抗网络。提出了Foster热阻抗网络转换成Cauer热阻抗网络的"直接恒等法"以及一种通过有限元数字仿真分析晶闸管内部温度场以及求解晶闸管结壳热阻抗的方法,该方法的有效性通过了实测数据的验证。     

晶闸管整流系统交流电路的稳定计算

由于调节器对整流器的负载的闭环调节作用,整流系统的交流电路又自成一闭环系统,其特征方程表征着交流电路的稳定条件。引言假设时间t簇。一,晶闸管整流系统运行于额定稳定状态。在时间t》0*的过渡过程中,根据叠加原理,将     

用双向触发管触发反并联晶闸管

在炉温调节控制电路中,把两个晶闸管反并联后,与电炉串联在单相交流电路中.如图1所示,改变晶闸管的导通角度,就可以控制电炉两端交流电压的大小.达到调节控制电炉温度的目的。而用来改变晶闸管导通角的触发电路,有不少采用单结晶体管触发电路,用脉冲变压器控制两个晶闸管的控制极,使其中承受正向电压的一个晶闸管触发导     

HVDC换流阀复合等效电路模型研究

高压直流输电(HVDC)近年来在我国的电力系统中所占比重呈现显著增长,针对HVDC换流阀的相关研究成为其中的重点。晶闸管的结温及其冷却变化影响其工作特性及其使用寿命,然而结温和冷却温度由于模型复杂难以直接测定。因此本文提出通过改良和完善考尔(Cauer)网络模型,将晶闸管自身的热阻抗特性和冷却系统结合成为一个等效电路,分别模拟了晶闸管内的铜、钼、钨、硅等热阻抗体特性以及常用的水冷套阻抗。此外,增加了散热器的暂态阻抗特性分析,补充了晶闸管在暂态过程中散热的情况。计算结果显示新的模型能够更好地反应晶闸管真实的阻抗特性,验证了新模型的精确性。     

TCSC阻抗双解现象的机理研究

TCSC是靠调整触发角来获得需要的命令阻抗，因此命令阻抗与触发角的关系尤为重要，以往对TCSC阻抗双解研究局限于讨论电抗器品质因数的影响，该文讨论了考虑晶闸管导通特性和电抗器支路品质因数影响时TCSC的阻抗特性，文中通过相量图分析发现，即使在品质因数不变的情况下，随着晶闸管导通电流的增大，电容电压过零点与线路电流过零点之间的相位差也会逐渐减小，引起晶闸管实际导通幅度和宽度的减小；指出了造成TCSC双解现象的根本原因是晶闸管的导通受阻，其受阻程度由电抗器支路的电流和等效品质因数2个因素决定：线路电流同步方式下晶闸管导通电流的幅度和宽度均受阻；而电容电压同步下，晶闸管导通电流只有幅度受阻，因此阻抗双解现象在线路电流同步方式下更容易出现。数字仿真和动模实验结果分别验证了阻抗双解现象的存在。     

TCSC阻抗双解现象的机理研究

TCSC是靠调整触发角来获得需要的命令阻抗，因此命令阻抗与触发角的关系尤为重要，以往对TCSC阻抗双解研究局限于讨论电抗器品质因数的影响，该文讨论了考虑晶闸管导通特性和电抗器支路品质因数影响时TCSC的阻抗特性，文中通过相量图分析发现，即使在品质因数不变的情况下，随着晶闸管导通电流的增大，电容电压过零点与线路电流过零点之间的相位差也会逐渐减小，引起晶闸管实际导通幅度和宽度的减小；指出了造成TCSC双解现象的根本原因是晶闸管的导通受阻，其受阻程度由电抗器支路的电流和等效品质因数2个因素决定：线路电流同步方式下晶闸管导通电流的幅度和宽度均受阻；而电容电压同步下，晶闸管导通电流只有幅度受阻，因此阻抗双解现象在线路电流同步方式下更容易出现。数字仿真和动模实验结果分别验证了阻抗双解现象的存在。     

基于应力分析的换流阀关键元件的可靠性评估

高压直流输电工程在电力系统中的重要性逐渐显现,而随着工程运行年限的不断增加,其在正常环境与极端环境下的可靠性值得深入研究。晶闸管换流阀作为高压直流输电系统的核心设备,评估其可靠性显得尤为重要。晶闸管的失效率是整个直流输电系统可靠性评估的关键参数,其取值决定于所承受的电应力和热应力。本文提出了一种基于应力分析法计算晶闸管失效率的建模方法。首先,建立了换流器关键部件和杂散电容的宽频模型。其次,仿真分析换流阀内不同区域元件的电应力分布,然后建立晶闸管的热阻抗模型,并分析对应的晶闸管的热应力分布。最后,建立了晶闸管可靠性模型,计算了相应的晶闸管的可靠性参数失效率,为进一步定量分析换流阀可靠性提供依据。     

晶闸管耦合交直流电力系统谐波分析

本文根据晶闸管交流器的工作原理,提出了研究晶闸管耦合交直流电力系统谐波特性的逻辑开关模型,用此模型导出了谐波的直接计算方法,这种方法既简捷又有综合性,可以计算对称条件下和各种不对称条件下的系统谐波,以及动态过程中的谐波。本文讨论了对称条件下晶闸管触发脉冲不对称和线路阻抗、电源电压不对称等条件下的交直流侧谐波情况,并给出了各种条件下的计算机仿真结果。     

相量法历史上的三篇经典文献

研究了促成相量法提出的三篇文献,分别探讨了它们的主要内容、成文背景和历史地位。结果表明:1886年7月,亥维赛在分析外加振荡电动势的效应及其在长途电话和电报信号传输中的应用时,首次提出"阻抗"术语,并将它定义为传输线上外加电动势振幅和电流振幅之比;1893年4月,肯涅利将亥维赛定义的传输线的阻抗推广到一般交流电路和设备的阻抗,并使用复数表示阻抗;1893年8月,施泰因梅茨为了分析通用电气公司为尼亚加拉瀑布水电站设计的三相系统中相间的不平衡现象,在肯涅利使用复数表示阻抗的基础上,用复数表示正弦电压和正弦电流,提出了相量法。     

直流输电系统换流变压器短路阻抗的选择

换流站主回路参数关系到整个直流输电系统的运行性能和技术经济指标,是直流输电系统设计的主要部分。为此,针对直流输电系统换流站主回路中换流变压器短路阻抗的参数选择原则及方法进行了相关研究。综合考虑各项制约因素,归纳出选择换流变压器短路阻抗时所需遵循的原则,即满足晶闸管换流阀的浪涌电流水平要求、换流器消耗的无功功率最小、及换流站成本最低。重点推导了表征晶闸管换流阀最大短路冲击电流与换流变压器短路阻抗之间关系的公式,并定性分析了换流变压器短路阻抗的大小对换流站总体费用的影响。研究结果表明,换流阀的浪涌电流水平是选择短路阻抗时的决定性因素,换流变压器最佳短路阻抗值应根据换流阀的浪涌电流水平进行选择。最后,葛南直流输电工程的实例验证了所提出的换流变压器短路阻抗选择原则的合理性。     

Measuring System for Dynamic Characteristics of Semiconductor Switching Elements and Switching Loss of Thyristors

Thyristors today are used in various electrical apparatus where high operational reliability is of prime importance. For better operational reliability, it is essential that thyristors be used most effectively. It especially is important to predict quantitatively the thyristor's internal impedance (dynamic impedance) which varies by time and by switching loss as transiential stress is applied to the thyristor when it is turned-on and -off, and to design a thyristor circuit basing on the predicted dynamic impedance. This article introduces an outline of a measuring system which can be used for quantitative determination of dynamic characteristics of thyristors and discusses switching loss determined with the measuring system. The measuring system consists primarily of two A/D converters. Dynamic characteristics of a thyristor, either of a normal type or high-speed type, can be quantitatively measured in one turn-on or turn-off operation. This article also discusses the effect of variation of the element area of the thyristor on the switching loss.     

Effects of Source Impedance on the Steady-State Performance of Thyristor Controlled Circuits

General mathematical relations are developed for the power factor and harmonic contents of the currents and metering voltages of thyristor controlled inductive loads fed from a source having significant impedance. This impedance has previously been neglected; it could be that of the supply feeder or transformer. The general relations developed cover the special cases described in the literature. Numerical solutions and the results obtained by an analogue computer study agree with those of actual tests. The voltage regulation caused when feeding a thyristor controlled load is slightly less than when feeding an uncontrolled load of the same power and equal power factor. The voltage regulation decreases with decrease of power factor for the same thyristor controlled load.     

特高压输电线路用新型TCSC方案及其控制策略研究

为了在1 000 kV特高压输电线路或有较大额定电流的750 kV输电线路上加装可控串补(thyristor controlledseries compensation,TCSC),解决目前TCSC中所需晶闸管阀通流能力不足的问题,提出了一种基于双阀控电抗器(thyristor controlled reactance,TCR)支路并联的TCSC实现方案,并对其控制策略进行了研究。通过对幅值相等控制策略下双TCR支路TCSC进行数学建模,设计了相应的阻抗控制环节和幅值相等控制环节,实现了相应的控制目标。仿真结果表明,提出的TCSC实现方案及其控制策略可行,适用于工程应用。     

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PSpice的品闸管电热模型研究

建立了一种新型的晶闸管PSpice电热模型,包含热模型和电模型,能提供发热和电气参数之间的动态关系,预测晶闸管结温的变化.该模型中所需要的热阻抗参数可以通过有限元方法得到,电气参数可通过数据于册和Matlab等工具得到.PSpice仿真结果与数据于册信息和实际情况相吻合,验证了该模型的实用性.     

Concept of a combined short circuit limiter and series compensator[power lines]

A novel concept for a combined short circuit limiter and dynamic series compensator is presented. The device consists of a fixed capacitor, thyristor switched capacitors, and a thyristor switch inductance. The circuit is designed to regulate the impedance in steps. The series compensation is controlled by the capacitors switching on and off, while the current limitation is achieved by the insertion of a resonant LC circuit in the transmission line. The thyristor switches are operated at zero current crossing, which eliminates the harmonics generation. The system operation has been analyzed and realistic components have been selected. The results have demonstrated that the device can regulate the short circuit current. It can be built with commercially available components; the significant operation improvement is expected to justify the cost of the new device