户外高压隔离开关电操机构箱内温度特性及加热器应用

户外高压隔离开关电动操作机构是发电厂、变电站中常用电气设备之一,使用量大,在低温及高湿环境下引起机构箱内元件电气问题是导致隔离开关机构故障的主要原因之一。作者在户外高压隔离开关机构箱加热器应用中,根据不同地区使用环境,通过对电动机构箱内不同材料、不同功率、不同位置加热器进行计算及测试数据对比,分析电动机构箱内温度及加热器特性,采取科学选用加热器类型,计算加热器组合功率,采用合理的布置方法,实现机构箱内加热效率的最大化,起到保护机构箱内电器元件,对高压隔离开关安全运行具有重大作用。     

万用表误用引发事故分析及其改进措施研究

万用表使用不当可能引发设备损坏、保护误动、开关跳闸等严重事故发生。阐述了万用表保护电路的特点及其局限性,对二次设备万用表误用事故进行了分析。提出了一种新型安全型万用表,介绍了设计思路、检测方案,采用在现有钳形数字万用表的基础上增加电流限制电路。测试项目样机技术指标,得到采用所研制的检测表能实现误操作保护。     

基于开关电容的高增益双输入Boost变换器

在新能源发电系统中,现有的多输入直流变换器不能同时具有电路结构简单、磁元件少、电压增益高、开关器件电压应力低等优点。该文提出3种基于开关电容的单电感高增益双输入Boost变换器拓扑,详细分析更优拓扑的工作原理和开关电容的充放电特性,提出了能量管理控制方案。变换器能够根据新能源端口的供电变化和负载需求灵活地切换工作模式,适应于新能源随机性和间接性发电的特点,提高系统供电可靠性;开关电容在不同工作模式下均发挥升压作用使其具有高利用率。实验结果验证拓扑的可行性及其控制方案的正确性。     

一种谐振型混合调制的电流型高增益双向变换器

为减小双向变换器低压侧电流纹波,改善变换器硬开关现象,降低其闭环系统设计的复杂程度,提出一种谐振型混合调制的电流型高增益双向变换器。该变换器在低压侧全桥桥臂中点加入2个交错并联的Boost电感,在增加变换器增益的同时可减小变换器低压侧电流纹波,高压侧为倍压整流电路,进一步增加了变换器增益,同时利用变压器漏感与谐振电容谐振创造了高压侧开关管ZCS的条件。该变换器正反向均采用PWM+PFM混合调制控制,通过改变占空比调节输出电压,调节开关频率实现高压侧开关管的ZCS,采用该控制方案降低了变换器闭环系统设计的复杂程度,并可减小高压侧开关管的关断损耗。搭建一台600 W试验样机,进行正反向实验,验证所提方案的有效性。     

基于过采样的LCL并网逆变器有源阻尼控制

LCL并网逆变器存在谐振问题,通常采用有源阻尼法对其进行抑制,但其数字控制过程中引入的控制延时,会影响有源阻尼控制的动态响应性能。针对上述问题,在原有的基于电容电压反馈的有源阻尼控制方案基础上,引入过采样的调制策略,通过一个开关周期内多次采样多次装载调制信号,有效减小控制延时,改善有源阻尼控制的动态响应性能。实验研究证明所提出控制方案的正确性和有效性。     

低压终端隔离开关的可靠性改进

分析了传统低压终端隔离开关的结构特点、存在的可靠性问题,并针对此提出了一种改进的结构。改进方案简化了产品电路机构,解决了触头运动不平衡问题,改进了触头烧损问题。并采用快速闭合机构和引弧角,大大减少了电弧产生,显著减小了隔离开关的熔焊问题,从而提高了隔离开关的可靠性和使用寿命。     

一种新型单输入开关电容多电平逆变器

为解决开关电容多电平逆变器开关器件承受电压应力较大的问题,该文提出一种新型开关电容多电平逆变器,其直流侧只需一个直流电源,通过电源与电容的串并联转换,对电容进行充放电,实现多电平输出。无需H桥结构,开关器件承受的电压应力低,并通过扩展可提升输出电压增益,增加输出电平数。当输出电压增益增高时,所提逆变器电压应力保持不变,具有在光伏发电及高压大功率工况下工作的潜力。给出了所提逆变器的电路结构、工作原理、调制策略、电容和电压应力分析、以及逆变器结构的扩展,并进行了仿真和实验验证。     

新型光伏高变比开关电容DC-DC升压变换器

光伏发电系统通过BOOST升压变换器连接到直流母线,但传统的BOOST升压变换器存在变比低、开关电容网络的调压特性差等问题。文章将自举电路与BOOST变换电路相结合,并嵌入高阶开关电容升压电路,设计了一种具有升压比高、调压特性好等优点的新型升压拓扑电路。最后,通过实验结果验证了所提出拓扑的有效性,为光伏发电接口电路提供了一种新型拓扑。     

采用旁路及线路开关串接充当临时母联回路的实践

介绍了一种双母线带旁路接线方式的换流站,因母联间隔改造不能长期使用,采用旁路及线路开关串接的接线方法,充当临时母联回路的运行经验。分析了这种特殊运行方式下的闭锁逻辑和五防逻辑的不同点。提出了增加1套微机防误在线检测装置以及退出原五防系统,在倒母线时使用临时的逻辑闭锁防误方案。总结了运行人员在现场倒母线的操作要点,并对可能发生的相关问题,进行了保护配置及故障分析。通过十多次的运用,证实了采用旁路和线路开关串接充当临时母联回路的接线方式是可行的和可靠的。     

通过微机保护实现备用电源自投在开关柜上的应用

采用AREVA微机保护,把断路器操作机构的相应辅助触点接到输入量上,把微机保护的输出点接到开关柜的分合闸回路,就可以实现备用电源自投（ATS）功能。     

一种新型的风电场低电压穿越时撬棒电路设计与阻值选定

针对传统撬棒电路（Crowbar）在风电场低电压穿越时给电网带来无功负担问题,提出了一种新型的Crowbar保护电路,介绍了新型Crowbar的设计与阻值选定,并在PSCAD环境下搭建双馈式感应发电机（DFIG）模型,分析比较了无Crowbar保护电路、带有传统Crowbar保护电路和新型Crowbar保护电路时DFIG在电网电压跌落情况下的动态特性。结果表明,新型的Crowbar在有效保护风电场的同时减少了电网的无功负担,有效地弥补了传统Crowbar带来的电网无功负担。     

一种转子串联可变电阻与卸荷电路配合的低电压穿越方法

针对双馈感应发电机(DFIG)转子串联固定电阻在低电压穿越(LVRT)时,应对故障时的灵活性较低,且低穿效果过于依赖制动电阻的问题,文章提出了转子串联可变电阻与直流侧卸荷电路配合的改进方案。该方案根据转子故障电流的时域表达式对串联阻值进行整定并形成策略表。基于PSCAD/EMTDC仿真不同电压跌落情况下,改进方案的低电压穿越特性。结果表明,文章所提出的方案改善了风电机组的暂态稳定性,有效降低无功损耗,总体上低电压穿越效果较好。     

Voltage and frequency control of self-excited slip-ring induction generators

By varying the effective rotor resistance of a self-excited slip-ring induction generator (SESRIG), the magnitude and frequency of the output voltage can be controlled over a wide speed range. A steady-state analysis based on a normalized equivalent circuit enables the control characteristics to be deduced. For a given stator load impedance, both the frequency and the voltage can be maintained constant as the speed is varied, without changing the excitation capacitance. When the stator load is variable, simultaneous voltage and frequency control requires the excitation capacitance to be changed as the rotor resistance is varied. Experiments performed on a 1.8-kW laboratory machine confirm the feasibility of the method of control. Practical implementation of a closed-loop control scheme for an SESRIG using chopper-controlled rotor resistance is also discussed. With a properly tuned proportional-plus-integral (PI) controller, satisfactory dynamic performance of the SESRIG is obtained. The proposed scheme may be used in a low-cost variable-speed wind energy system for providing good-quality electric power to remote regions.     

变压器复压过流保护不正确动作原因分析

电网实际运行中,变压器复压过流保护不正确动作的情况时有发生,已经严重影响电网稳定安全。针对变压器复压过流保护两例不正确动作情况,对故障现象、发生原因,保护动作等进行了分析探讨。并从电网运行方式和变压器复压过流保护配置等方面对此类故障提出了改进方法与防范措施。     

5 MW双馈风电机组低电压穿越的仿真分析

针对海上风力发电机组安全可靠运行要求的发展趋势,本文在阐述双馈风电机组控制原理的基础上,建立了双馈发电机及其变流器的控制模型。其次,在分析电力系统对并网风电机组低电压穿越原理基础上,比较分析了双馈风电机组低电压穿越的各种控制技术方案。最后,结合海上用5.0 MW双馈风力发电机组电气参数,对2种典型低电压穿越的转子电路保护措施进行了仿真比较。分析结果表明,采用二极管整流桥加IGBT和保护电阻构成斩波器的措施具有较好的暂态控制效果。     

500 kV变电站220 kV线路断路器延时分闸故障分析

鉴于断路器合—分时间参数的重要性,以一起220kV线路断路器延时分闸故障为例,对断路器B相延时分闸的原因进行了现场测试,并进行了全面分析。测试结果表明,断路器B相辅助开关转换存在延时,造成断路器合—分时间与继电保护装置动作时间配合不当,影响了断路器的分闸时间,建议在电力系统相关试验规程中加强合—分时间的周期性测试,以减少线路故障。     

一起机端断路器非全相合闸案例的分析与思考

本文介绍了一起带机端断路器(GCB)机组非全相合闸并网的实例,分析了并网前后的零序电压接地保护动作情况,对故障时GCB两侧电压特征量进行了理论分析,并结合实际录波数据进行了验证.通过分析与研究,提出了增设机端断路器非全相保护的必要性与可行性,给同类型接线方式的发变组运行维护提供参考,提升发电机安全运行水平.     

基于幅值的电压暂降特征量检测方法

分析了现有的电压暂降检测方法,提出了基于幅值的电压暂降特征量检测新方法。该方法通过低通滤波器、根锁相和开平方等环节可快速推导出暂降基波电压的幅值,然后根据暂降基波电压幅值快速推导出相位跳变角。与DVR装置中广泛采用的瞬时电压dq分解法比较,该方法的延时明显减少,可以对电压暂降的特征量进行迅速、准确判断。MATLAB仿真结果证明了该方法的有效性。     

线路电压互感器引起的母线电压不平衡分析

变电站35 kV配电系统一般为中性点非直接接地系统,运行中存在着电压不平衡问题。从电压互感器产生的电力系统电压不平衡的几种原因出发,结合具体35 kV线路的特点,重点介绍了在现场运行过程中线路电压互感器所引起的母线电压不平衡现象及其原因,并结合实际情况进行了计算分析。最后针对分析结果给出了改进措施。     

Voltage Distribution among the Coils and Turns of a Form Wound AC Rotating Machine Exposed to Impulse Voltage

This paper describes a method of calculating voltage distribution in a stator winding exposed to impulse voltage. In this method, the voltage distribution in an equivalent-circuit representation of the stator winding is calculated. The winding is treated as an infinite number of identical coils connected in series, with each coil represented by an equivalent circuit including inductance, turn-to-ground capacitance and conductance, and with mutual inductance, capacitance, and conductance between turns. The impulse voltage is approximated by a Fourier series of components. The voltage distribution for each component is calculated, and the complete voltage distribution is obtained by summing the voltages due to each component. The complete calculating procedure, including the calculation of the equivalent circuit parameters has bee programmed in Basic language for computer calculation. Examples of the coil and turn voltages distributions calculated by this program and a comparison of calculated data with test data for a particular stator winding are included.