大容量高压静止无功补偿装置用晶闸管阀水冷管路优化设计

目前晶闸管控制或晶闸管投切型高压静止无功补偿装置(TCR/TSC型SVC)在电力系统得到广泛应用,其中由晶闸管组成的阀组因功耗大,多用水冷系统散热。在电压等级35 kV及以上、容量120 MVar以上的工程中,晶闸管阀组为满足高电压、大电流系统需要,将要提高晶闸管容量和串联数量,水冷散热系统也要相应增加管路器件来保证散热能力。对原有大容量晶闸管阀组水冷系统管路建立模型,通过理论计算,提出改进方法,并进行试验前后对比,达到提高装置性能并降低成本的优化目的。     

大容量高压SVC装置用品闸管阀水冷管路优化设计

目前晶闸管控制或晶闸管投切型高压静止无功补偿装置（TCR／TSC型SVC）在电力系统得到广泛应用。其中由晶闸管组成的阀组因功耗大,多用水冷系统散热。     

现代高压直流输电技术及直流阀技术

在最近20年内高压直流晶闸管阀和高压直流输电技术的发展,使得用高压直流输电更经济、更可靠。越来越多的输电线路使用高压直流进行电力传输。现代的高压直流晶闸管阀以组件式结构、大功率和水冷晶闸管、智能晶闸管控制单元、全面的计算机阀控制和严格的试验为特征。容性换流技术、数字式光纤互感器、有源直流滤波器和连续可调交流滤波器的使用,有效地提高了高压直流输电的质量,产生了更健全的高压直流输电系统。作为新一代高压直流换流器的电压控制型换流器,使得小容量电力传输经济可行。     

一种可进行TCR晶闸管阀全电压全电流试验的试验系统

基于TCR(晶闸管控制电抗器)阀组正常运行时候的电压、电流应力的特点,给出了一种应用于TCR双向晶闸管阀组的合成回路试验方案。通过Y型TCR连接的方式实现TCR大电流的输出,通过直流电压源和电压振荡回路实现阀组大电压的施加,并完成了最高电压110 k V、最大电流4 000 A合成回路试验系统的建设。在此试验回路中完成额定电压20 k V、额定电流2 700 A的TCR阀组的运行试验,试验结果表明,该试验系统完全能够满足IEC和国标中对TCR阀组型式试验的要求,可以完成阀组全工况性能测试,大大加快TCR阀组的开发速度并保证所开发阀组的性能。     

晶闸管阀水冷系统流量设计优化研究

为了保证晶闸管的可靠稳定运行,提高水冷系统流量设计的精确度,提出了基于结温限值核算水冷系统流量的优化算法——结温算法。该算法通过预设晶闸管运行结温限值、进阀水温,结合晶闸管的热阻和散热器热阻,计算出阀冷却所需的水冷系统流量值。结果表明,通过结温算法进行水冷系统流量设计,在保证晶闸管运行结温的同时可提升水冷系统的可靠性与经济性,为水冷系统流量设计优化提供理论依据。     

带有触发箱的66kV光控水冷阀组的设计与应用

为了实现66kV及以上高压无功补偿,设计开发了带有触发箱的66kV光控水冷阀组。带有触发箱的66kV光控水冷阀组主要应用在电力、冶金领域,可用于66kV及以上电压等级的静止无功补偿(Static Var Compensation,SVC)装置中,应用前景广阔。以辽宁省抚顺市66kV变电站为例,对阀组中触发箱、晶闸管单元、RC阻容单元、回报单元及水冷单元的设计做了详细的分析和介绍,论证了采用带触发箱的66kV光控水冷阀组的必要性和优点。     

±1100kV特高压直流输电用6英寸晶闸管及其设计优化

为满足国家±1 100 kV特高压直流的应用需求,适应换流阀用晶闸管向更高电压等级、更大电流容量、更高可靠性发展趋势,基于中国南车现有6英寸晶闸管成熟技术基础,通过计算机仿真与试验相结合的方法,优化晶闸管芯片结构设计,改善了晶闸管芯片边缘电场分布和电压稳定性,改善器件内部热分布与外部散热,提高了晶闸管电流容量;优化晶闸管芯片放大门极结构设计,改善了器件的动态特性;采用先进的电子辐照技术,通过试验优化辐照工艺,进一步改善了晶闸管静态参数与动态特性折衷关系;研究开发出6英寸5 000 A/8 500 V晶闸管,器件的所有静、动态参数达到设计指标,通过了可靠性试验,满足±1 100 kV特高压直流输电换流阀的应用要求。     

高压晶闸管换流阀外水冷系统分析

高压晶闸管换流阀是高压直流输电的核心设备之一,外水冷系统是其重要的一环.结合工作实践,在分析换流阀冷却系统换热工作原理的基础上,依据环境、水质及处理条件,运用换热器计算软件HTRI对外水冷系统空气冷却器进行设计,并开展相应的冬季换流阀停运防冻措施研究,提出了添加防冻剂、设置加热器设备以及排空冷却介质等预防措施,以避免装置出现冻结现象,保证换流站高压晶闸管换流阀高效、安全运行.     

晶闸管阀高位取能电路研究

由于晶闸管耐压等级高,在高压动态无功补偿装置中广泛使用,由晶闸管串联构成的晶闸管阀,是晶闸管控制电抗器(TCR)的核心器件,在高电压下晶闸管阀驱动电路以何种方式获取能量是高压动态无功补偿装置必须考虑的问题.为了增加晶闸管串联运行的可靠性,设计了一种电压电流取能电路,能够满足TCR在各触发角下均能取到能量,给驱动电路供电,实现晶闸管阀高位系统自供电.利用PSPICE软件建立各取能电路仿真模型,仿真结果表明:高位取能电路能够减少开关损耗,提高晶闸管运行效率,而且能向驱动电路提供电能,为晶闸管阀的驱动电路稳定供电提供了理论基础.     

直挂66kV母线SVC的光控晶闸管水冷阀组技术

对国内第一套直挂66 kV母线的光控水冷SVC的阀组做了比较详细的描述.该套SVC应用于辽宁东鞍山220 kV变电站,填补了国内66 kV等级动态无功补偿装置的空白.为满足高电压等级晶闸管阀组的特性,该晶闸管阀组应用了光控晶闸管(LTT)、密闭式纯水冷却系统等多项国内外先进技术.文中介绍了光控晶闸管的原理,详细描述了66 kV光控晶闸管阀组的电气原理及结构组成,并从器件选择、均压和冗余设计等方面分析了阀组系统为保证其准确性和可靠性而具有的技术特性.     

基于LSTSVR模型预测STATCOM晶闸管阀组本体温度

STATCOM晶闸管阀组本体温度过高,会导致其失效。因此及时、准确地预测出STATCOM晶闸管阀组本体温度对提高STATCOM运行的可靠性至关重要。本文利用最小二乘双支持向量回归机(least square twin support vector regression,LSTSVR)算法,将STATCOM进水温度、回水温度、进水流量、IGBT模块散热材料的导热系数、STATCOM输出电压、STATCOM输出电流、晶闸管阀组的集电极电流共7个量作为输入量,构建了STATCOM晶闸管阀组本体温度预测模型。与现场实测数据对比的结果表明,利用LSTSVR模型实现了STATCOM晶闸管阀组本体温度的高精度预测,且模型的预测精度优于最小二乘支持向量回归机(least square support vector regression,LSSVR)模型。应用实例也验证了该方法的准确性和有效性。     

静止无功补偿器中的晶闸管阀组设计

大功率晶闸管阀组是静止无功功率补偿设备中的关键器件,笔者简要介绍了A电气公司自主研发的PCS-9580型静止无功补偿器中的晶闸管阀组,重点分析了其中晶闸管的选取原则、多级串联的配置方案以及保护.通过利用晶闸管控制单元,实现主高压回路与控制系统的接口,最后详细阐述了采用高纯度水作为冷却介质的水冷回路.     

高压大容量SVC阀组冷却系统优化设计

作为无功补偿领域应用最广泛的设备,SVC在增强电网稳定性、提高电网输送极限、阻尼功率振荡等方面有着重要的作用。随着电网规模的增加,在电力系统枢纽站点装设的SVC容量也越来越大。容量的增加导致阀组发热量的增加,笔者从高压大容量SVC阀组冷却系统设计出发,简要的阐述了阀组冷却系统的基本要求和构成,详细分析了高电压大容量SVC带来的阀组散热问题,提出了每级阀组采用双并联分支水路的冷却回路设计方案。     

锦屏—苏南±800kV特高压直流工程晶闸管换流阀

换流阀是特高压直流输电工程中主要关键设备,其设计的可靠性直接影响直流系统的安全可靠运行。文中介绍了锦屏—苏南±800 kV特高压直流工程晶闸管换流阀主要技术参数。主要从电压应力、电流应力、水冷系统、晶闸管参数4个方面和先前投运的向家坝—上海±800 kV特高压直流工程晶闸管换流阀进行了对比分析。验证了锦屏—苏南特高压直流工程晶闸管换流阀整体性能比向家坝—上海±800 kV直流工程有所提升,可以长期安全可靠运行;同时也为后续±800 kV特高压直流工程换流阀的设计和制造奠定了良好的基础。     

上海西郊变电站STATCOM的性能测试及试运行情况

上海西郊变电站静止同步补偿装置(STATCOM)由链式逆变阀、开关柜、静发变、就地控制/监测/保护/电源柜、水冷系统、控制台等组成。它采用集成门极换向晶闸管(IGCT)功率器件,以三相大功率电压逆变器为核心,具有恒无功和恒电压2种运行方式,具备快速的电压动态支撑能力。文章介绍了阀相关设备的单体调试、分系统调试、系统调试和性能测试。测试表明,STATCOM响应时间小于40ms,无功输出为-36~ 50Mvar并可连续调节。西郊变电站STATCOM经过半年的试运行,主要指标基本达到了设计要求。     

超级电容器在晶闸管触发装置中的充放电研究

供电电源是脉冲功率系统晶闸管触发装置的关键组成部分.基于大功率晶闸管的触发要求,对触发电路进行了方案设计.系统采用了超级电容器作为供电电源来满足触发电路的供电电压要求.在此进行多次晶闸管触发实验,反复试验多组不同容量的超级电容器的充放电特性,选择容量合适的超级电容器作为晶闸管触发电路的触发电源.实验结果表明,晶闸管触发装置能够可靠触发,设计满足实验要求;选择5组超级电容器供电,满足触发时间要求.     

500kV固定式直流融冰装置的静止无功补偿器重构方案

针对在线路没有覆冰期间设备利用率低和经济性能差的问题,固定式直流融冰装置通常通过主接线重构用于静止无功补偿装置运行。根据晶闸管阀组的拓扑形式重构方案可分为两种基本类型,即可控整流型和可控电抗器型。为提高重构方案的运行效益,注重缩合成本和运行安全,通过理论分析和仿真验证,从阀的电压应力、阀损耗和谐波等对设备选型和运行安全...     

换流阀晶闸管电压监视单元综合测试系统研制*

作为光控换流阀的核心设备，晶闸管电压监视单元的运行状态直接影响了直流输电系统运行可靠性，然而对其进行测试的设备受限于进口测试仪，不利于换流阀运维，因此研制晶闸管电压监视单元综合测试系统具有重要工程价值。基于晶闸管电压监视单元的工作原理，结合IEC 60700 1标准，研制一种换流阀晶闸管电压监视单元综合测试系统，并应用于晶闸管换流阀试验。通过仿真分析和试验验证，证明该测试系统设计合理，满足工程应用需求。     

提高整流装置输出电流能力的研究及试验验证

晶闸管整流装置是自并励励磁系统的核心装置之一,提高该装置单柜的电流输出能力,可以降低整流装置并联运行的数量,提高励磁系统的稳定性.从晶闸管元件热量流通原理的励磁系统的特点出发,通过数据分析和试验验证得出了影响晶闸管散热的主要因素,并通过试验得到了证实,说明了要提高晶闸管整流装置输出能力,需要选择较好的散热器,而非提高晶...     

现代HVDC换流阀设计特点及其技术动向

介绍了现代 HVDC换流阀的设计特点及新增特性。并从晶闸管器件、均压阻尼电路、冷却系统、机械和绝缘结构、晶闸管监控系统等方面探讨了现代换流阀的技术动向 ,认为其发展趋势是减少所需器件数 ,提高晶闸管电压电流额定值