EAST托卡马克大功率双向直流快速晶闸管开关可靠关断理论分析及参数优化设计

对EAST托卡马克极向场电源系统的关键设备之——大功率双向直流快速晶闸管开关的基本工作原理，即强迫换流技术进行深入的理论分析，得出直流晶闸管开关可靠关断理论判据。并在此基础上进行了参数的优化设计。最后对换流支路分布电阻对关断特性的影响进行了分析。所有这些工作为大功率双向直流快速晶闸管开关的研制成功提供了坚实的理论保证。     

相控晶闸管装置谐波问题的分析与治理

随着电力电子技术的不断发展,特别是大功率晶闸管元件的成功使用,使得晶闸管变流装置的应用日益广泛,然而由于电力电子设备为非线性负载,就给电力系统带来了谐波问题,使电网中的谐波电流大大增加,形成电网公害.因而谐波治理就成为普遍关注的技术问题.     

超前相控晶闸管变流装置中电容器的优化控制

论述了晶闸管大功率超前相控变流装置中强迫换相电容器容量与负载电流的关系。设计了快速响应型电容器投切控制器。工业运行试验表明，该控制器特性稳定，工作可靠。     

大功率晶闸管变流装置的缺支路保护电路

论述了晶闸管大功率变流装置中产生缺支路现象的实质，提出用磁位计检测缺支路信号的方法，研制出简单的缺支路保护电路。实践证明，该电路检测准确，保护可靠。     

IGCT器件在风力发电并网变流器中的应用

IGCT是一种基于GTO结构的新型大功率半导体开关器件。IGCT在电压和功率等级、效率、可靠性以及变流器结构设计等方面具有显著的特点和优势,非常适合大功率变流装置的应用要求。在此,简单介绍了风力发电技术的发展趋势,以及全功率变流风力发电系统的结构和特点。结合IGCT的工作原理和性能,分析了IGCT器件在风力发电并网变流器中的应用;此外,还介绍了国产IGCT器件技术的发展现状和试验情况。     

大功率直流晶闸管开关设计及其可靠性分析

对EAST托卡马克极向场电源系统的关键设备之一——大功率直流快速晶闸管开关设计进行了详细介绍，如主电路方案设计、换流回路优化设计、保护电路设计、充电机设计等；从提高晶闸管开关运行可靠性（包括关断可靠性、开通可靠性、通态和断态可靠性等）的角度结合仿真分析了各设计要点的必要性，并提出了进一步改进的措施。调试与试验结果证明了上述设计与分析工作的正确性。     

集成门极换向晶闸管开关特性

新型开关器件集成门极换向晶闸管(IGCT)由于其优越的性能在中高压大功率多电平变流器系统中逐渐得到广泛应用.在电力电子仿真软件PSIM中实现的一种适用于高压大功率变流仿真的IGCT功能模型的基础上,建立了IGCT单管实验的仿真模型,分析了IGCT开关特性,特别是该电路中各种杂散参数和缓冲吸收电路中各元件参数对IGCT关断过程的影响,为实际的基于IGCT器件的大功率多电平变流器系统的结构设计和控制提供了重要的理论根据和指导.     

电容器并补大功率晶闸管阀的研究

大功率无触头电容器投切开关是实现中压配电网无功补偿的技术关键。本文对高电压、大电流、无电弧、无触头高压电容开关研制中应解决的晶闸管串联均压、光电触发系统、脉冲放大回路的取能和晶闸管“工况”的在线监测问题进行了讨论,提出了具体的实施方案和实用电路。     

晶闸管整流装置的暂态电压及其保护

本文分析了晶闸管变流装置中暂态电压的产生机理及其相应的保护方法,并给出了针对晶闸管变流装置换流过程产生的暂态电压的保护电路参数的设计方法及具体计算实例。     

轧机变流机组主传动的数字化改造

文章论述了采用大功率晶闸管主变器和多处理器数字控制，取代直流发电机变流机组和模拟控制系统，并且讨论了数字控制系统的配置，电源系统的高次谐波，以及取代机组变流装置后的经济效益。     

无弧限流式混合断路器

本文介绍一种名为混合限流式断路器（Ｈ－ＣＬＩＤ）的简化的直流／交流混合断路器。当主触头处于闭合位置时其两端的电压与机械式断路器为同一数量级,然而限流能力和电流分断能力却几乎与强迫换流的无触点晶闸管断路器相同。和可实现接通和分断功能的混合断路器相比,Ｈ－ＣＬＩＤ的设计却简化多了。在Ｈ－ＣＬＩＤ中使用了可更换触头,这样Ｈ－ＣＬＩＤ又相当于一个熔断器。开发了两个Ｈ－ＣＬＩＤ模型,一个为物理模型,其额定参     

七电平电流源型换流器无源逆变试验与分析

普通晶闸管换流阀无关断电流的能力,需要借助电网电压完成换相,不适用于没有交流电网的无源逆变电路.为了将晶闸管换流阀应用于柔性交直流电网,以并联十二脉动晶闸管换流器为前级,以七电平直流电流分配单元为后级构成级联型电流源逆变器.七电平直流电流分配单元不仅实现了对直流母线电流的动态平均分配,而且形成了周期性的直流电流过零点,...     

LCC-FHMMC混合直流输电系统阀侧故障特性及保护策略

送端采用电网换相换流器(LCC)、受端采用半桥与全桥混合型模块化多电平换流器(FHMMC)的LCC-FHMMC混合直流输电系统,在受端发生阀侧单相接地故障时,具有与半桥或全桥型MMC不同的故障特性.分别从交流电源贡献、直流电源贡献以及高低端阀组差异3个角度对阀侧单相接地故障下子模块过电压机理进行了分析.随后,针对FHMMC混合直流输电系统直流侧无直流断路器的特点,提出了一种基于选相型单向晶闸管旁路支路的故障隔离策略,以及适用于LCC-FHMMC混合直流输电系统阀侧单相接地故障的保护策略.最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了相关模型,通过仿真验证了理论分析的正确性以及所提保护策略的有效性.     

基于主动控制的换流器与直流断路器的协调控制

针对采用直流断路器隔离故障的直流电网,提出了双极短路故障下的直流断路器与换流器协调控制策略。首先经理论推导,建立了双极短路故障时的故障电流表达式,根据表达式中影响故障电流的关键因素,提出了换流器的主动控制策略以减小故障电流。在换流器主动控制策略的基础上,提出了直流断路器与换流器之间的协调控制策略,用以提升直流电网的稳定性。最后在PSCAD/EMTDC仿真平台中搭建了四端直流电网仿真模型,仿真结果表明所提出的换流器主动控制策略可以有效减小故障电流,直流断路器与换流器之间的协调控制策略可以在断路器动作后快速提升直流电压,进而提高直流电网的稳定性。     

利用直流断路器实现柔直换流器直流侧在线并网

高压大容量柔性直流电网中换流器的快速可靠在线并网是目前工程中亟须解决的问题之一。由于孤岛换流站不具备交流侧启动能力,需要通过直流侧启动实现换流器并网。为了限制直流侧充电电流,可利用直流断路器对换流器进行预充电。研究通过直流断路器分级合闸实现孤岛换流站在线并网的可行性,提出分级合闸过程中直流断路器电流应力以及避雷器能量的计算方法,并通过该计算方法对张北工程直流断路器的电气应力进行计算。在PSCAD/EMTDC仿真环境中建立了张北柔性直流电网模型并进行了仿真测试,验证了其在直流电网中的适用性,通过仿真结果证明了计算方法的准确性。     

A5000型换流阀晶闸管击穿故障处理方案优化

晶闸管击穿故障为换流阀常见故障之一,现有±800 k V特高压换流站A5000型换流阀晶闸管击穿故障处理方案存在耗时不稳定、处理环节复杂等问题,进而造成换流阀停电时间延长,影响直流输电系统功率输送能力,针对A5000型换流阀晶闸管击穿故障处理方案进行优化,提高了该型号换流阀晶闸管击穿故障的处理效率,缩短了换流阀停电时间,可进一步保障直流输电系统功率输送能力。     

一种典型混联直流输电系统的运行特性分析

混合型高压直流输电能够充分利用晶闸管换流器和电压源换流器的优点,具有良好的发展前景。为研究混联式直流电网的控制策略和运行特性,建立了整流侧采用模块化多电平换流器,逆变侧采用晶闸管换流器的四端双极混联式结构,推导其数学模型,并设计了相应的控制策略,在PSCAD/EMTDC中对该混联式直流电网的启动过程和运行特性进行了仿真分析,证明了所提出控制策略的有效性。     

柔性直流电网重合闸过电流和过电压抑制

基于架空线路的柔性直流电网多发瞬时性故障,重合闸是提高系统供电可靠性的必要手段,但容易造成系统二次过流和过压危害,严重影响系统安全运行。文中首先提出了一种简单、有效的重合闸限流电阻计算方法,通过估计桥臂最大电流来建立限流电阻和桥臂电流之间的约束关系,从而将桥臂电流限制在一定过流水平,减少重合闸期间换流站的闭锁时间。然后,分析了换流站端口过电压的产生原因,并提出了一种由晶闸管和吸能电阻构成的限压电路。该电路并联在桥臂电抗两端,能够在直流断路器动作时刻为桥臂电抗提供额外的电流通路,有效抑制系统的暂态过电压。最后,基于PSCAD软件搭建一个三端环形测试系统,大量仿真结果证明了所提方法的有效性。     

高压直流断路器技术

笔者着重从高压直流输电换流站用直流断路器的功能要求、主要性能、基本构成、开断原理及试验技术等方面进行探讨,分析了直流断路器和交流断路器在电流转换、环境耐受和开断性能等方面的区别,给出了直流断路器转换电流的计算公式,表明合理选择直流断路器绝缘件的爬电比距对于提高运行水平非常重要,且开断直流电流必须创造过零点。另外,还阐述了直流断路器与交流断路器有主要区别的性能试验,供中国高压直流断路器的研制者参考。     

换流站交流断路器重合闸开断失败分析

近年来我国大力发展直流输电技术,由于发电厂和直流换流站断路器重合闸配合的特殊性,当发生单相接地故障时,发电厂侧断路器重合闸后,会出现断路器开断失败的问题。针对某500kV换流站中出现的断路器开断失败故障,运用电磁暂态仿真程序EMTP建立仿真模型,研究了断路器开断失败的原因。研究表明：故障发生时,流过换流站侧断路器的故障电流含有较大直流分量,影响了断路器的开断。