基于LC振荡回路的晶闸管阀短路电流试验

晶闸管阀短路电流试验是考核直流输电晶闸管阀耐受短路电流能力的运行型式试验项目,要求试验结果跟实际运行工况具有等价性。本文使用LC振荡回路对直流输电晶闸管阀进行短路电流试验进行研究,并利用计算机仿真技术对其进行仿真研究,以确定回路参数准确性和试验方法的有效性。结果表明以LC振荡回路产生的短路电流,满足直流输电晶闸管阀短路电流标准要求,可做为进行直流输电晶闸管阀短路试验的有效方法。     

集成化直流换流阀短路试验研究

基于模块化多电平换流器(MMC)的高压直流输电(HVDC)技术已经取得了快速发展.这里根据MMC-HVDC换流阀半桥子模块的拓扑结构,分析了最为严重的直流双极短路故障工况,得出了短路电流的解析表达式.短路电流试验是考核换流阀耐受短路电流能力的重要型式试验项目,根据试验的等效性原则,提出了基于合成方法的短路试验系统拓扑方案,并建立了合成试验回路的仿真模型,进行了仿真研究.最后,搭建了实际的短路试验系统,对集成化柔直换流阀进行了短路电流试验.试验波形与仿真结果一致,证明了仿真和试验回路设计的正确性.这里的研究结果可为后续换流阀的试验考核提供参考.     

HVDC换流阀桥臂短路电流耐受分析

提出一种高压直流(HVDC)输电换流阀短路电流仿真模型和晶闸管承受短路电流的结温预测方法,可证明换流阀晶闸管在系统最大短路电流工况下的耐受能力.分析换流阀桥臂短路原理,得出短路电流计算方法,通过基于PSCAD/EMTDC的6脉动换流阀桥臂短路电流仿真,获得短路电流、暂态电压、恢复时间等关键参数,结合晶闸管瞬态热阻,采用数据拟合与迭代法,实现晶闸管在短路电流下结温曲线的预测,进而得出晶闸管承受阀桥臂短路电流后的暂态电压耐受能力.试验结果表明该方法有较高的可靠性.     

基于MMC的柔性直流输电换流阀试验系统设计

换流阀是柔性高压直流输电工程中完成电能变换的核心模块,其运行可靠性直接关系到整个直流输电系统的稳定性,因此需对换流器阀进行严格的型式试验.运行试验是型式试验的重要一环,主要检测换流阀对电流、电压和温度应力的耐受情况.依据模块化多电平换流器(MMC)型电压源换流阀实际工程运行工况,采用等效试验的方法,设计了一种基于MMC的柔性直流输电换流阀试验系统,可对换流阀的稳态工况和暂态工况进行模拟,进而实现对换流器阀的导通、关断和有关电流特性的检验.详细介绍了基于MMC的柔性直流输电换流阀试验系统的主回路和控制系统设计,并以实际工程换流阀组件为试验对象,验证了所设计的基于MMC柔性直流输电换流阀试验系统的正确性和实用性.     

全桥柔性直流换流阀短路电流试验方法

为了验证所设计的全桥柔性直流换流阀的正确性及其短路电流耐受能力,研究了全桥柔性直流换流阀短路电流试验方法并研制了试验电路。首先介绍了全桥柔性直流换流阀的基本工作原理,分析了在直流双极短路工况下全桥柔性直流换流阀的电压、电流应力特性;然后,根据全桥柔性直流换流阀的电气应力特性设计了基于LC结构的合成试验电路;最后,对全桥柔性直流换流阀开展短路电流试验。试验结果表明,所设计的试验电路可以有效模拟电网特性,能对试品施加合适的电压、电流应力,有效验证了全桥柔性直流换流阀的短路电流耐受能力。     

用于晶闸管换流阀故障电流试验恢复电压施加的试验回路研究北大核心CSCD

故障电流试验是晶闸管换流阀运行型式试验中重要的试验项目之一,国内外对故障电流施加方式的研究已较为深入,但对电流过零后如何立即施加恢复电压的试验方案则研究较少。通过研究国内外故障电流试验回路的发展现状,文中提出了一种采用工频电压发生器施加恢复电压的试验回路,介绍了其施加预期恢复电压的试验方法,计算确定了试验回路设备的参数,最后通过仿真验证了单波次和多波次故障电流试验中恢复电压施加方案的可行性。文中的研究成果已成功应用于某公司自主建设的晶闸管换流阀故障电流试验系统,并开展了晶闸管换流阀组件的故障电流试验,试验结果满足相关标准的要求。本试验回路兼并考虑了经济性和试验等效性,回路结构简单,控制便捷,是一种理想的等效试验回路。     

柔性直流换流阀改进运行试验方法

为了实现对柔性直流换流阀更准确的综合应力考核,针对换流阀中含有二次环流等分量的阀电流,提出了柔性直流换流阀改进运行试验方法,可满足不同功率等级下柔性直流换流阀含有不同特征电流运行工况的试验要求。首先,对柔性直流换流阀的典型运行工况进行了应力分析,重点分析了换流阀的电流特征;其次,结合应力分析,考虑到实际工程中换流阀运行时未投入环流抑制时的桥臂电流中包含较大的二倍频分量的工况,在柔性直流换流阀的阀段试验装置和不增加试验成本的基础上,通过调制控制策略,提出了针对含二次环流分量的阀电流应力和电压应力考核的试验方法,并阐述了其运行机理;最后,搭建了实际的试验系统,并进行了验证。试验结果表明,该柔性直流换流阀改进运行试验方法具有可行性和有效性。     

±1100kV特高压直流输电工程换流阀研发产品运行试验

随着向家坝—上海、云南—广东等多项±800 kV特高压直流输电工程的顺利建成,中国在特高压直流输电线路的建设和工程运行过程中积累了丰富的经验。为了满足中国国民经济的飞速发展对电力能源的需求,建设更大输送容量的直流工程将成为下一步直流输电工程建设发展的必然趋势,而系统电压等级的提高又对换流阀产品性能提出了更高要求。用于±1 100 kV特高压直流输电工程的换流阀产品,其单级晶闸管元件运行试验最高触发电压和恢复电压分别达到5.5 kV和3.3 kV,试验电流和短路故障电流分别为5 332 A和50 kA。为保证系统运行安全,换流阀产品在投运之前,必须通过型式试验对其性能进行验证。西安高压电器研究院有限责任公司利用换流阀运行试验合成回路,模拟±1 100 kV特高压直流输电工程用换流阀在实际运行中的各种工况,完成了试品阀的运行型式试验,并对得到的试验数据进行了分析,为±1 100 kV特高压换流阀产品的设计、制造及工程运行和试验标准的制定提供了参考依据。     

换流阀子模块IGBT短路测试系统分析与设计

绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)是换流阀子模块的核心器件,研究其抗短路能力对于提高换流阀可靠性具有重要意义。根据模块化多电平换流阀的运行机理,设计了一种换流阀子模块IGBT短路试验回路与系统,进行了换流阀在稳态运行下IGBT短路故障试验,从而实现对IGBT的稳态应力和短路故障下的暂态应力综合考核。最后通过试验平台进行验证,结果表明所提试验回路和系统的正确性。     

模块化多电平换流器直流双极短路故障耐受能力研究

针对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)在直流侧发生双极短路的故障情况,建立了MMC闭锁后的故障电流回路,给出了二极管以及保护晶闸管的电流分配和结温理论计算方法,考核直流双极短路故障耐受能力。在MATLAB/Sinulink下进行了换流阀闭锁后故障电流回路的建模与仿真,并在MMC背靠背试验系统中进行了试验研究。仿真和试验结果表明,所提分析和计算方法准确可行,该方法对校核模块化多电平换流器在实际工程中的直流双极短路故障耐受能力以及器件选型具有重要的理论指导意义。     

IGBT fault current limiting circuit

There is a growing market demand for insulated gate bipolar transistors (IGBTs) with high efficiency but long short-circuit withstand time. The inherent device tradeoff, however, does not allow device designers to achieve both goals simultaneously. The proposed circuits, by limiting the fault current magnitude, extends the short-circuit withstand time of high efficiency (high-gain) IGBTs. Limiting of the fault current magnitude also results in reduced turn-off voltage transients; a desirable byproduct, especially for higher current modules. Moreover, the adverse Miller effect is counterbalanced to a great degree. If the fault current is of a short transient type, the circuit restores normal operation, a unique and desirable feature for noise-prone systems. The circuit does not require an external DC supply to operate. This feature, combined with the simplicity of the circuit, makes it feasible to insert the circuit in IGBT modules or connect it as an interface between the gate driver and module     

1999～2003年高压断路器运行分析

文章给出了1999～2003年全国电力系统110(66)kV及以上高压断路器的装用情况，重点对其在运行中的事故及障碍情况分别按类型、电压等级、事故责任分布进行了统计分析，对发生拒动、误动、绝缘、载流、外力及其他不同类型故障的原因进行了分析，总结了高压断路器故障反映出的制造质量、改造更新、检修管理与检修质量、进口或合资企业产品的市场准入、高压断路器合-分时间要求和开断能力试验考核、绝缘性能、绝缘拉杆松脱断裂、发电机-变压器组扩大单元接线中发生非全相运行时发电机保护等方面的主要问题，并提出了技术对策和防范措施。     

Contact behavior in vacuum under capacitive switching duty

According to the relevant IEC standards vacuum circuit-breakers have to meet various needs, e.g. the interruption capability, making operations, and dielectric strength. Besides the interruption of short-circuit currents, switching of capacitive currents causes high stress of the circuit-breaker. Switching of capacitor banks, overhead lines, or cables leads to very small currents in comparison with short circuit currents. After current interruption the circuit-breaker must withstand twice the peak value of the system voltage. Furthermore, restrikes can lead to voltage multiplication. This conjunction of relatively small breaking currents with high voltage stress must be considered in detail. This work introduces a test arrangement for combined tests of making operation, current interruption, and dielectric stress of a vacuum gap under capacitive switching condition. A test vessel permits investigations of various contact materials and designs. It is connected to a synthetic test circuit which provides the appropriate test currents and capacitive voltage. During the test sequence the contacts are stressed by inrush-currents up to 4.5 kA peak, followed by a breaking operation at 500 A peak and a subsequent capacitive voltage up to 50 kV peak. Both the appearance of pre-ignitions at contact closing and the behavior under capacitive voltage stress after breaking are indications of the contact surface conditions.     

一起变压器雷击故障的分析

为了研究某高压厂用变压器在雷击后造成机组停运的原因,分析了故障录波,开展了高厂变的油色谱、绝缘电阻、直流电阻、直流耐压泄漏电流、介质损耗、低电压短路阻抗、交流耐压等试验,得出了变压器在承受较大短路电流后绝缘正常,故障的发展首先是两相短路、后发展为三相短路的判断。在现场测绘防雷接地布置的基础上,结合土壤、雷声和弧光情况,计算并推断了雷电反击过电压使得绝缘闪络,后在工频电压作用下持续电弧放电,造成高厂变低压侧母排两相及三相短路的过程,分析得出故障原因为变压器区域墙顶的避雷器接地引下线布置安装不能满足标准规定要求。最后提出了相应的防范措施,为类似雷电反击事故的分析提供具有重要参考价值的信息。     

不同撬棒保护投入时刻下双馈风电机组短路电流计算分析

双馈感应风电机组故障特性不同于传统同步电机,对电网继电保护的整定与配合产生不利影响,需从解析的角度揭示双馈感应风电机组的故障暂态机理。以双馈感应发电机空间矢量模型为基础,结合电路动态响应理论,建立了双馈风电机组三相短路电流解析计算模型。所建模型考虑了定、转子电阻的影响,从理论上证明了衰减时间常数的由来及与频率分量的对应关系。考虑到控制作用的影响,撬棒的投入会有延时,解析模型计及了不同的撬棒保护投入时刻。与仿真和现场试验结果对比验证了所建模型的准确性,并从仿真角度分析了转子电压、双馈风电机组运行状态及转子侧控制策略对故障电流的影响。最后运用解析模型定量评估了定转子电阻、短路发生时刻及DFIG的运行工况等因素对短路电流的影响。     

高压直流输电系统阀短路保护动作特性分析

阀短路保护是高压直流输电系统中换流器的主保护.文中定量分析计算了在整流侧和逆变侧发生阀短路故障时的故障电流,结果表明,相比整流侧阀短路,逆变侧阀短路时的短路电流要小得多,以此为基础分析了阀短路保护的动作方程,并按传统交流比率差动保护的方法确定了动作方程中的相关参数.对动作方程分析表明,由于整流侧和逆变侧阀短路时故障电流...     

A Fault Equivalent Network Based Method for Calculating the Doubly Fed Wind Power Generator Short-circuit Currents

Abstract—Current research on short-circuit currents of the doubly fed induction generator is all based on the traditional flux analysis theory. In this article, a novel method to calculate the doubly fed induction generator stator and rotor short-circuit currents is proposed based on the fault equivalent network. First, the fault network is decomposed into a no-fault (normal operation) network and a fault supplementary network. On this basis, considering the influence of the terminal voltage phase jump and the rotor-side converter control, from the perspective of function decoupling, the fault supplementary network is further decomposed into the stator-side fault supplementary network and the rotor-side fault supplementary network. Laplace transformation is then used to calculate the current additions of the two fault supplementary networks. Thus, the analytical expressions of all currents under the grid symmetrical and asymmetrical short circuit could be derived. Finally, both simulation and dynamic experiment results verify that the doubly fed induction generator short-circuit current expressions derived with the proposed method are correct, which facilitates the short-circuit current calculation and relay protection setting of a power grid with a doubly fed induction generator connection.     

600MW机组发电机短路试验分析

内蒙古岱海发电有限责任公司4号汽轮发电机组在小修后进行了发电机短路试验,测量了主变压器出口、厂用电6kVI段,厂用电6kVⅡ段、厂用电10kVI段、厂用电10kvⅡ段的短路电流、励磁电流、励磁电压和无功功率等数据。通过数据绘制出发电机短路特性曲线,与厂家提供的发电机短路特性曲线进行比较,误差在允许范围内。试验结果证明机组参数满足发电机短路要求,并提出在进行发电机短路试验时三相短路点应尽量位于接近发电机引出线端,三相短路线最好采用铜排或铝排等建议。     

基于发电机匝间短路的轴电压故障分析

随着发电机容量的增大,轴电压已成为发电机的一个常见故障问题,因此进行发电机状态监测是非常有必要的。本文阐述了发电机轴电压产生机理;通过分析汽轮发电机转子匝间短路故障运行时磁势变化,推导出转子匝间短路后轴电压信号特征频谱。并分析了发电机定子接缝不对称引起的轴电压变化。基于轴电压故障特征信号,提出了通过轴电压监测转子匝间短路故障的方法。并且通过实验验证了理论分析的正确性。     

大中容量短路试验发电机主要设计特点

短路试验发电机又称冲击发电机,是一种专门用于短路试验的特殊发电机(电力系统的高压断路器、开关、变压器等元件进行短路电流开断、电强度、高瞬态电流等项试验).该机由小功率电动机拖动,当转速达到额定转速后,把空载电压下的机械能经短路后变为电能输送到被试品.本文围绕哈电机公司生产的短路试验发电机,介绍其主要设计特点.