Experimental study on high-voltage solar array sustained arc discharge induced by high charging

It has been reported that sustained arc discharge induced by electrostatic discharge (ESD) could cause permanent damage to high-power and high-voltage solar array of spacecrafts. The paper focuses on ESD simulating experiments on Si and GaAs samples, and induces sustained arc discharge. The physical mechanism of sustained arc discharge is discussed by comparing the charging/discharging phenomena between Si and GaAs samples. The experiments show that sustained arc discharge can produce a permanent short-circuit channel between solar cell strings through which the solar array’s photovoltaic power may flow out sustainedly. The analyses show that sustained arc discharge strongly depends on solar array structure, solar array operating voltage, ESD characteristics and cell materials.     

矿山高压供电架空线路防雷措施及效果

矿山高压供电系统的稳定性对矿山企业的生产和安全起着至关重要的作用,而雷电因其突发性和不确定性经常通过高压供电架空线路给矿山用电设备造成巨大影响和损失。为减少因雷电带来的损失,桓仁矿业有限公司对松兰矿、向阳矿的高压供电线路加装了避雷线,在配电室附近安装避雷针等措施。经过几年的实践证明,防雷效果显著。     

多端口直流直流自耦变压器

该文提出了一种多端口直流–直流自耦变压器的拓扑,该多端口直流自耦变压器用于互联多个直流电压等级不同的直流系统。提出了多端口直流自耦变压器的潮流直接分析法以及潮流分解分析法,推导了多端口直流自耦变压器中各换流器额定电压与额定功率设计方法,设计了多端口直流自耦变压器的控制策略。以一个三端口直流自耦变压器为测试算例,在PSCAD/EMTDC下仿真验证了多端口直流自耦变压器的技术可行性。以互联±250、±320 k V和±400 k V直流系统为例,假设±250 k V和±320 k V系统的额定输入/输出功率分别为500 MW和1 000 MW,采用常规的多端口直流–直流变换器技术所需要的换流器总容量为3 000 MW,而采用多端口直流自耦变压器技术所需要总的换流器仅为775 MW,所使用的换流器总容量仅为现有技术的26%,显著节省了成本,降低了运行损耗。     

电流母线型多输出高压隔离IGBT驱动电源

针对中高压应用场合大量功率电子器件的驱动供电问题,研究了一种电流母线型多输出高压隔离绝缘栅双极型晶体管(IGBT)驱动电源。采用高频电流互感式结构取代传统电压型变压器,通过高压电缆线实现高压隔离,工艺简单;前级全桥串联谐振电路产生高频母线电流,后级稳压模块采用电流输入型Boost变换器,与传统Boost变换器相比,其控制策略简单、易实现自启动;分析了IGBT驱动电路消耗功率估算方法,根据负载功率需求给出后级稳压电路参数设计方法;对后级稳压模块进行损耗分析,提出效率优化方案;最后进行了实验验证。     

以直流联络线运行方式优化提升新能源消纳能力的新模式

在大规模新能源接入的互联电网中,充分利用直流联络线的调整能力,将极大地促进更大空间范围内的新能源消纳。为此,文中提出了一种以直流联络线运行方式优化提升新能源消纳能力的新模式。该模式将联络线交换功率作为可优化的资源,在满足联络线功率调整各种特性要求的前提下,通过联络线功率的调整促进互联电网的新能源消纳。建立了直流联络线运行优化的数学模型,考虑了联络线功率调整的各类约束条件,包括日交换电量不变、联络线功率曲线阶梯化、短时间内不得反方向调节等。基于国内某跨区直流输电通道的实际运行数据开展了算例分析,计算结果表明了所提出模式的有效性。     

高电压输入双管反激辅助电源驱动研究

高性能的开关管驱动技术是实现辅助电源安全、可靠运行的必要条件。首先,针对高电压输入双管反激辅助电源驱动具有高电压隔离、高频率、低延时和无外接电源等特点,对比各种可行的驱动方案,确定了一种安全、简单的变压器隔离双管驱动电路,并设计了相应的驱动器;其次,通过调整驱动变压器绕组比,实现了开关管在各种控制脉冲下的充分导通,通过增加驱动器输出信号耦合电感,提高了驱动信号的同步性;第三,根据驱动脉冲上升、平顶、下降三个阶段,建立了驱动器等效电路模型,推导了相关公式,分析了驱动器主要参数对驱动性能的影响;最后,在300V~2 500V输入的双管反激辅助电源样机上进行了相关实验,验证了所设计的双管隔离驱动器的正确性、可行性。     

Wavelet-based Analysis of Impulse Grounding Resistance–Experimental Study of the “A”-type Grounding System

This article presents the results of experimental investigation concerned with the “A”-type grounding system's impulse characteristics, which are utilized for grounding of high-voltage transmission line towers. The investigation results point to the presence of high-frequency components in voltage and current signals that are not caused by tower footing response to the impulse current. Additionally, both surge generator coupling and measuring circuit remain their main source. High-frequency components of signals are extracted from voltage and current signals by means of the discrete wavelet transform. In addition to being external influence results, the extracted components have very low energy content as well as short duration. The discrete wavelet transform analysis application has validated the existence of external influences.     

双中继和三中继线圈位置参数对无线电能传输功率的影响

提出使用带多个中继线圈的电磁谐振式无线电能传输技术来解决智能电网中高压侧电子设备的供电可靠性和稳定性问题。建立了多中继线圈无线电能传输的理论模型,给出了线圈互感、负载功率和传输效率的计算方法,对双中继和三中继情况下线圈间距变化时的负载功率和传输效率及总距离一定时中继线圈位置的变化对传输功率的影响进行了仿真计算,得到了负载功率最大时的线圈位置和对应的传输效率,并进行了实验验证。结果表明,双中继和三中继时,中继线圈能够大大提高传输的功率、效率和距离;负载功率最大时,中继线圈位置并非等距排列,对不同参数的系统需要进行仿真计算和实验来确定中继线圈的最佳位置。     

基于空气环境下的高压击穿电热致裂煤体实验研究

利用搭建的高压击穿电热致裂煤体试验系统,以贵州林华煤矿的无烟煤为研究对象,研究了在空气环境下高压击穿电热致裂煤体的可行性,并对高压击穿电热致裂煤体的宏观和微观特征进行了研究。实验结果表明,在针-针电极下,空气介质的击穿场强为18.0~18.3 k V/cm,煤体的击穿场强为0.3~0.8 k V/cm,无烟煤的击穿场强小于空气的击穿场强。在相同条件下,各个煤样的击穿电压和破坏特征均不相同,击穿电压在20~41 k V,煤样主要有3种破坏类型。高压击穿电热致裂煤体过程中,等离子体通道位置的煤样呈现出烧灼状态,形成了大量裂隙和孔隙。同时,等离子通道周围煤体在高温条件下发生氧化反应,形成了新的氧化产物。     

隧道敷设高压电缆特征导纳模型及局部放电信号幅值分布特性

为了研究交叉互联电缆中局部放电信号的幅值分布特性,基于Tylavsky公式建立了隧道内三相电缆系统的参数化特征导纳模型,利用该模型计算得到局部放电脉冲电流在交叉互联线上的幅值分布公式。研究了电缆的敷设方式和隧道环境对幅值分布的影响。最后通过模拟实验和现场数据验证了所提模型和结论的正确性。研究结果表明:信号幅值分布由特征导纳比值决定且呈现"两大一小"的特点;随着电缆中心间距、电缆中心距隧道内壁距离的增大,三相幅值差异逐步减小。