高压硅堆中电压分布规律的研究

生产高压硅堆时,经常在元件之间不采取均压措施,认为各元件会自动按照拐弯电压值的比例关系来分担电压,或者认为硅堆内部足够自我保护。根据大量试验论证,作者认为这种观点是错误的,是高压硅堆工作不可靠的根源。最后提出了改进办法。     

特高压无间隙金属氧化物避雷器均压电容柱电位分布研究

超、特高压避雷器电位分布的改善通常采用综合均压措施,即在高压端加均压环,同时在避雷器元件上并联均压电容柱。虽然均压电容柱能有效改善避雷器电压分布,但也带来了性能难以检验及参数选择不当会使避雷器运行可靠性下降等诸多不安全因素。通常均压柱中电容器电容比避雷器电阻片电容小很多,电容柱自身的电位分布比电阻片柱更不均匀,局部电容器的荷电率很高,会导致其加速老化,直至毁坏。文中采用有限元法建立1 000kV交流系统无间隙金属氧化物避雷器挂网运行时的三维仿真模型,在给定的均压环配置基础上,计算分析了均压电容柱的电位分布,得出电容值和电容器、垫片的排布对电容柱电位分布的影响显著,特别是避雷器元件两端靠近法兰的电容器承担的电压需要关注,必须合理选择电容器参数,为特高压避雷器均压电容器参数的合理选取提供参考依据。     

脉冲电源中高压硅堆保护的研究

阐述了导致高压硅堆损坏的原因,并对其导通前后的电路特征和过渡过程进行了分析.根据二阶系统特性,提出采用缓冲电阻的方法来抑制工作放电中出现的冲击电压和冲击电流,防止硅堆损坏.由于缓冲电阻增人了系统的阻尼比,因此有效地抑制了系统振荡,保护了硅堆.同时,仿真和实验验证了高压硅堆损坏原因分析的正确性.     

特高压1100 kV柱式断路器断口均压电容器配置研究

特高压柱式断路器由多断口串联的灭弧室组成,在开关挂网运行时,各断口承受的电压由于分布电容的影响分配不均匀,断路器断口并联均压电容器,可以保证各个断口的电压分布较为均匀。本文以1 100 kV柱式断路器为研究对象,利用ANSYS有限元分析软件计算断路器断口分布电容,并应用数字仿真软件ATP建立电容等值模型,计算不同均压电容器配置方式下各断口的电压不均匀系数。计算结果表明:当柱式断路器4个断口并联的电容器容量分别为2 500 pF,2 000 pF,2 000 pF,2 500 pF时,各断口的电压不均匀系数均小于1.1,电压分布较为均匀。     

环保型罐式多断口真空断路器均压配置研究

环保型罐式多断口真空断路器是未来高压真空断路器的发展趋势之一,但目前对罐式多断口真空断路器的均压配置问题研究不足.该文建立罐式多断口真空断路器三维电场模型,对比分析了罐式与传统柱式真空断路器的结构电压、电场分布和等效电容参数的差异,发现罐式结构对地杂散电容增大造成其电压分布更加不均匀.研究了罐式多断口真空断路器的单边、双边、三边和圆筒状的不同均压电容配置结构对断口间电压分布、罐体内部电场强度的影响规律.研究表明:不同均压配置结构的断口间均压效果由优到差依次为圆筒状、单边、三边、双边,圆筒状均压配置金属连接件处最大电场强度为3kV/mm,远小于其他方式的15～20kV/mm,该研究为罐式多断口真空断路器均压配置提供了参考依据.     

四断口小组滤波器断路器均压措施研究

文中以瓷柱式四断口滤波器断路器电压分布特性展开研究,建立了四断口断路器动态模型和暂态恢复电压仿真电路模型。基于Ansys仿真软件,计算了断口等效电容参数和杂散电容,通过四断口断路器等值电路分析了不同均压措施(电容、电阻、阻容串联、阻容并联)下各断口分压情况。根据静态分压计算结果选择合适的均压电容值和均压电阻值。在动态均压下,由于弧后电阻影响各断口等效参数,通过仿真得出阻容并联对多断口断路器电压分布特性的总体影响规律,提炼出并联阻容优化配置方案。在48 kV四断口断路器下进行不同均压措施下的断口电压分布试验,验证了阻容并联均压措施对动态均压的有效性。     

影响高压断路器用均压油纸电容器绝缘性能的因素

随着电压等级的不断提高,高压断路器串联的断口数相应增多,各断口的电压不均匀程度增大。为均匀各断口间的电压分布,通常在断口间并联均压电容器。油纸电容器以其重量轻,可靠性高等优点越来越多地应用到高压断路器中。文中采用有限元分析方法,分析了影响均压电容器表面电场强度分布的几个因素,包括均压电容器与屏蔽罩间的距离、屏蔽均压电容器端部的两屏蔽罩间距离及均压电容器两侧深入屏蔽罩的均匀度。并得出如下结论:在满足屏蔽罩对地绝缘的条件下,均压电容器与屏蔽罩间的距离越大越好;在既满足主断口绝缘性能又满足电容器绝缘性能的前提下,屏蔽均压电容器端部的两屏蔽罩间距离越大越好;在保证断口绝缘性能的前提下,均压电容器两侧深入屏蔽罩的距离越均匀越好。研究结果为新产品结构设计及工程设计提供了一定的理论指导和依据。     

一种晶闸管硅堆压装机构设计

为解决６英寸晶闸管压接面压力分布均匀性问题,针对６英寸晶闸管硅堆的压装机构进行了研究,设计了一种采用球面定位的球头式压装机构,并仿真校核了球头式压装机构的机械强度.开展了６英寸晶闸管硅堆压接力压力均匀性试验,试验结果表明,在正常和模拟工况下,球头式压装机构能明显改善晶闸管压接面压力分布均匀性。     

模块化三断口真空断路器分布电容计算和均压电容分析

为了研究三断口真空断路器的电压分布特性,建立了基于光控模块式真空断路器的三断口真空断路器三维有限元分析模型,计算得到了竖直型和U型布置方式下三断口真空断路器的分布电容参数。进行了模块化三断口真空断路器工频分压特性试验,测量了2种布置方式下的电压分布。引入电容等值模型以实现对计算结果准确性的验证。试验与计算结果对比表明,电压分布相对误差<4%,2种布置方式下,高压端断口的分压均超过60%,需配置合适的均压措施。并基于分布电容参数,分析了不同均压电容值下三断口真空断路器的静态分压特性。     

合成绝缘子表面电压和场强计算

利用表面电荷法对绝缘子表面的电压分布和场强进行了计算,研究了影响电压分布的某些因素,如均压环、伞裙对电压分布的影响。计算表明,合成绝缘子的电压分布特性与瓷质绝缘子有很大不同,其电压分布非常不均匀,高压端承受了更高的电压。伞裙和均压环均能改善电压、场强分布,但合成绝缘子均压环对电压分布均匀性的改善不如瓷质悬式绝缘子。     

多晶硅生产用还原炉高压启动装置的研制

介绍了一种用于多晶硅生产用的还原炉高压启动装置.该装置能够实时检测硅芯中的电流和其变化趋势,自动调整施加在硅芯上的电压,从而实现多晶硅生产中高压启动和预加热阶段的自动化控制,并最终实现与中压加热设备的可靠衔接.     

高压换流阀可控硅组件均压特性的研究

高压直流输电系统用可控硅换流阀要求在各种条件下都能稳定运行 ,这必须合理地选择可控硅辅助电路参数来保证系统的稳定操作 ,并降低可控硅换流阀的能量损耗。用可控硅宏模型对换流阀内的一个可控硅模块进行动态仿真研究 ,综合考虑可控硅的开通、关断特性以及可控硅换流时电压振荡特性和器件的能量损耗 ,从而给出优化的电路参数     

高压大功率器件用高温栅偏测试装置研制

为准确评估硅IGBT和碳化硅MOSFET等高压大功率器件不同电应力及热应力条件下的栅极可靠性,研制了实时测量皮安级栅极漏电流的高温栅偏（high temperature gate bias,HTGB）测试装置。此外,该测试装置具备阈值电压在线监测功能,可以更好地监测被测器件的状态以进行可靠性评估和失效分析。为初步验证测试装置的各项功能和可靠性,运用该测试装置对商用IGBT器件在相同温度应力不同电应力条件下进行分组测试。初步测试结果表明老化初期漏电流逐渐降低,最终漏电流大小与电压应力有良好的正相关性,栅偏电压越大,漏电流越大。该测试装置实现了碳化硅MOSFET器件和硅IGBT器件对高温栅偏的测试需求且适用于各种类型的封装。     

电容式电压互感器电压暂降测量误差分析及校正

电压暂降是影响现代电网最为突出的电能质量问题之一,在进行大范围高压系统电压暂降监测时,必须考虑到含储能元件的电容式电压互感器（capacitor voltage transformer,CVT）所造成的不利影响。根据CVT结构推导了其测量电压暂降的误差并指出了影响该误差的内外部因素,而后构建了仿真模型,详细研究了暂降初相角、残余电压、CVT参数及负荷对电压暂降持续时间、暂降幅值以及相位跳变等特征量的影响及敏感度,最后提出一种基于虚拟阻抗补偿的CVT电压暂降测量误差校正方法,消除了电压暂降不确定性造成的测量误差多样性问题,仿真结果表明该方法的有效性,为普遍采用CVT的高压系统电压暂降准确测量提供了可行的校正方案。     

倒立式SF6同轴电容高压电子式电压互感器

针对目前类似多级电容串联分压结构的电子式电压互感器的不足之处,设计了一种新型的电子式电压互感器。该互感器采用传统倒立式SF6互感器的绝缘结构,通过在高压电极和地电极之间构造中间同轴电极形成SF6同轴分压电容,检测SF6同轴电容的电容电流iC即可获得高压侧被测电压大小。该互感器的主要特点是利用高压壳体与接地金属屏蔽罩的双重屏蔽作用,有效地提高分压电容的抗外界杂散电场干扰能力和稳定性。该文对位置、温度、压力等影响同轴电容大小的因素进行了仿真计算。在国网电力科学研究院对研制的高压电子式电压互感器进行了型式试验。仿真和试验结果表明,该电子式电压互感器准确度达到了IEC 60044-7规定的0.2级精度要求。     

高压输入低压多路输出的两级式变换器

270V高压直流电源系统是先进飞机电源系统的优选方案。随着飞机供电容量的增加,要求航空二次电源能够提供不同等级的电压输出以满足各种机载电子设备的需求。在这种高压输入低压多路输出的应用场合中,传统的变换器常遇到占空比失控、绕组耦合不佳及交叉调整率较差等情况。提出了一种隔离式拓扑和非隔离式拓扑相结合的两级式多路输出结构,可以解决传统变换器在此类电源模块设计中存在的问题。在分析这种变换器稳定性的基础上,试制了一台200～330V输入,12V/2A、-12V/1A、3.3V/6A和5V/10A4路输出的DC/DC原理样机,给出了实验结果。     

电场感应原理在高压带电体电压在线监测中的应用

阐述了电场感应式电压检测原理,比较了单电极和双电极两种电压检测方式的不同,指出了感应电压的影响因素,借助ANSYS仿真软件分析高压带电体周围的电场分布,寻找合适的测试点,经高压带电体电压检测实验,验证了电场感应式电压检测方法适用于高压带电体的电压在线监测。     

10kV TV高压熔丝熔断原因分析及防止措施

造成10kV TV一次高压熔丝熔断的原因是多方面的。通过对单相干式TV的结构原理、系统参数变化影响的分析,认为铁磁谐振和高压涌流是造成10kV TV一次高压熔丝熔断的主要原因,并就此提出了预防措施。     

我国高压变频器的发展

介绍了高压变频器的主电路拓扑结构和控制技术的发展概况,随着电力电子器件和现代控制技术以及计算机技术的发展,高压变频器的主电路拓扑结构和控制技术都得到了快速发展.在"十一五"期间,对高压大容量电机进行节能改造、建设节约型社会意义重大.要加速对高压变频器的主电路拓扑结构和控制技术的研发、创新,开发具有自主知识产权的高性能高压变频器,以推动我国高压变频器的发展.     

高压电能表中电容分压器稳定性试验分析

针对挂网运行中的高压电能表中电容分压器长期稳定性较差的问题,提出一种多级串联结构的干式电容分压器,并对其分压电容进行7 000h加速电压老化试验、温度试验和取能试验。试验结果表明,分压电容容量随电压老化时间不断衰减,且衰减分散性较大,试验初期衰减较快、后期趋缓,衰减特性可用高斯函数进行拟合,因此可通过电压加速老化和筛选分散性较小分压电容的方式提高电容分压器的长期稳定性;温度系数对电容分压器的影响较小,在计量精度允许范围内;取能电容分压器有稳定的功率输出,能够满足高压电能表中高电位电子线路的功耗要求。文章试验结论为高压电能表的稳定、可靠运行提供了技术支撑。