基于10 kV高压自取能光电触发TSC装置的延时触发角谐波分析

高压晶闸管投切电容器(TSC)无功补偿装置作为传统高压无功补偿装置在高压领域应用较为广泛,但因其晶闸管全导通时阀组端电压为0,无法从阻尼回路中取能用于晶闸管触发,故自取能光电触发电路一直是研究攻克的难点。为解决这一难题,自主研制了一套基于自取能光电触发10 kV高压TSC装置,通过延迟一定的触发角度实现晶闸管触发电路的自取能。但TSC与TCR不同,当存在延迟角时必然会因du_c/dt的影响引起冲击电流,造成触发脉冲的紊乱。因此,为了抑制冲击电流,在实际使用中必须配置电抗器。通过理论和仿真分析了TSC触发脉冲延迟角及电抗器与谐波含量的关系。     

限流器晶闸管阀自触发保护动作电压阈值设计

为提高串联谐振型故障限流器（series resonant fault current limiter,SRFCL）旁路电路的可靠性,减小谐振电容的氧化锌避雷器（MOV）能量消耗,研究了晶闸管阀自触发保护动作电压阈值设计方法。限流器控制器失灵是最恶劣的故障态,只能依赖晶闸管阀自触发保护即击穿二极管触发晶闸管（break...     

过压击穿晶闸管的柔直“黑模块”解决方案

柔性直流换流阀运行时,因“黑模块”引起的故障如不能及时清理,会造成直流输电系统跳闸的严重故障。根据乌东德工程换流阀的研制过程,提出一种利用过压自击穿晶闸管的短路特性,实现柔直“黑模块”故障清除的解决方案。阐述了柔直换流阀“黑模块”故障机理及其带来的危害,在此基础上提出了过压自击穿晶闸管用于“黑模块”故障处理的原理,并分析了这种柔直专用的过压自击穿晶闸管的电气特性,评估了这种方案的电气应力情况;最后,设计试验电路进行了试验验证。最终成功在乌东德工程中实现工程化应用。     

光耦隔离晶闸管交流调压电路过触发现象研究

分析了晶闸管三相交流调压光耦隔离驱动电路中的过触发现象,即以自然换相点为起点,当触发脉冲大于120°时,输出电压有效值可能骤然增加的现象。过触发现象可能造成异步电机失控,从而带来破坏性影响。通过理论分析、仿真及实验,分析了过触发现象的原因,并给出了避免过触发现象的控制方法。     

具有高转折功率耐量的过压自保护晶闸管

研究了过压自保护晶闸管的高转折功率耐量结构，在器件的引发晶闸管和辅助晶闸管间建立一高阻区。了该内建电阻变化时的转折开通波形，采用模型分析了器件内的功率损耗比，表明该内建电阻使转折功率分散，并减少耗散功率密度，该内建电阻的作用是提高转折功率耐量，转折电压为5．5kV的晶闸管的转折功率耐量大于250kW。该电阻区也起镇流电阻器的使用，使电流扩展均匀。     

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.     

晶闸管中频电源的自激启动电路

提出了一种新的晶闸管中频电源启动电路——自激-零电压启动电路,对其电路结构和工作原理作了详细的描述,并对其关键技术作了简要说明。该电路结构简单,经实际应用证明性能稳定可靠,具有广泛的推广应用价值。     

配电变压器无触点有载调压中反并联晶闸管光纤触发方案

配电变压器无触点有载调压中作为分接开关的反并联晶闸管位于10kV侧,而晶闸管触发电路以及控制系统位于0.4kV侧。针对有载调压装置横跨变压器一、二次侧所面临的绝缘问题,通过对光纤通信技术和高压取能电路的研究,结合自取能式晶闸管触发电路及其在耐压方面的改进,设计了基于光纤隔离的触发方案。通过对硬件电路进行参数设计和实验,验证了触发方案局部和整体电路原理的可行性。实验结果表明该方案能够解决高压反并联晶闸管触发的绝缘问题。     

大功率晶闸管反向恢复期保护逻辑的优化设计

晶闸管是特高压直流输电领域中的核心设备,其运行状态直接影响了直流输电系统的稳定性.晶闸管关断过程中,电流从额定值降为零后,才具备承受反向电压的能力.由于晶闸管结电容的存在,需要一定的反向恢复电荷,使得电流过零后反向流动,这一过程称为反向恢复期.如果晶闸管在反向恢复期内端电压突然升高,斜率超过一定值后,晶闸管就会被击穿,...     

高压大容量变换器中快恢复二极管的模型

以高压大容量变换器中的快恢复二极管为研究对象,结合集总电荷模型和功能模型,提出一种新的二极管混合模型.模型采用四个阶段准确描述反向恢复过程,正向恢复过程考虑"电感效应".模型在电路仿真软件PSIM中实现,仿真结果与产品手册数据、实验结果对比表明,所提模型能准确地反映二极管正向和反向恢复特性.     

直接光触发晶闸管(LTT)在SVC的应用

与普通的电触发晶闸管ETT 对比, 直接光触发晶闸管LTT 具有直接光触发和内置BOD 保护两大优点, 使得LTT 阀塔的可靠性大大提高、维护量明显降低、成本显著节省。随着LTT 应用量的不断扩大和成本的进一步降低, LTT 技术在高压直流输配电换流阀和静态无功功率补偿装置( SVC) 等方面的应用前景广阔。     

特高压气体绝缘开关设备特快速瞬态过电压的试验回路研究

为研究特高压气体绝缘开关设备（gas insulatedswitchgear,GIS）中的特快速瞬态过电压（very fast transientovervoltage,VFTO）规律,需要建立全尺寸的真型模拟试验回路。计算了1000kV GIS变电站和模拟试验回路在不同接线方式下的VFTO,指出1000kV GIS的VFTO模拟试验回路宜带有分支母线,比国家标准和IEC标准规定的无分支母线的简单试验回路更严格,从而提出新的VFTO试验回路,并推荐了测点布置方案和试验隔离开关型式。对所建成的VFTO试验回路进行试验,结果表明：无论是从VFTO实测波形还是从统计规律上看,试验回路均达到了设计的预期,对研究VFTO的特性发挥了重要作用。     

三电平移相全桥变换器整流二极管RC吸收参数多目标优化设计

传统的整流二极管RC吸收参数设计基于谐振等效电路,不能精确刻画二极管反向恢复过程,RC参数难以优化.为此,基于大功率PIN二极管集总电荷模型,采用多目标优化设计RC吸收电路参数.首先,根据三电平移相全桥变换器拓扑结构及调制方式,分析了RC参数对整流二极管反向电压尖峰的影响规律.其次,基于大功率PIN二极管的集总电荷模型...     

海上升压站主变避雷器雷电过电压保护距离研究

国内早期的海上升压站为主变室外布置,主变油枕易遭受雷击。通过分析避雷器保护距离产生的原因,借助ATP/EMTP电磁暂态仿真软件,建立了变压器雷击暂态模型,并结合工程实例分析了雷电流幅值及避雷器安装位置对站内设备过电压的影响。研究发现:雷击主变油枕,站内主要受影响的设备为主变压器,且避雷器的安装位置很大程度上影响着变压器上的雷电冲击过电压值。因此,文章对避雷器保护距离进行了进一步的研究分析,指出在进行海上升压站设计时,避雷器应尽量靠近主变压器安装。最后,通过参数拟合得出避雷器保护距离与雷电流幅值配合曲线及避雷器保护距离与平台接地电阻配合曲线,为海上升压站内避雷器的安装提供了参考依据。     

IGCT变流器吸收箝位电路的参数设计

近年来对风机容量的要求出现了爆发式增长,已达3~7 MW。此外,并网谐波控制、低电压过渡等风机并网标准越来越严苛。以集成门极换流晶闸管(integrated gatecommutated thyristor,IGCT)为核心的中压直驱全功率变流装置既可满足风机的大容量要求,又能灵活实现电网故障过渡、电网无功支撑等要求,成为大容量风机的最优选择。在IGCT变流器中,箝位电路的参数将直接影响器件SOA、最小脉宽与并网电流质量,是风机功率模块设计中十分重要的部分。提出一套IGCT变流器吸收箝位电路的优化设计方法,显著简化了箝位电路的设计过程。在对箝位电路换流工况进行详细分析的基础上,提出了箝位电路的等效电路。根据等效电路进行了响应分析,综合考虑箝位电路的设计原则,找到了优化参数的选取方法,从而降低了最小脉宽限制,提高了动态恢复速度。给出了设计实例,并进行了仿真与实验验证。     

适用于电路仿真的IGBT模块暂态模型研究

高压IGBT与二极管构成IGBT模块已经广泛应用于柔性直流输电技术领域。然而现有仿真研究难以模拟IGBT模块中IGBT与二极管各自详细开关暂态特性及相互影响,因此提出一种适用于电路仿真的IGBT模块暂态模型及其参数通用提取方法。模型采用机理推导、电气等效、曲线拟合等方法在PSCAD、SABER等电路仿真平台实现,无需获取器件底层参数和求解复杂物理方程,不仅可以实现电路仿真中IGBT模块的各种运行状态,而且可以在纳秒级步长下模拟其电压电流尖峰、拖尾电流、米勒平台等开关暂态特性。通过与SABER中通用模型仿真结果及实验实测波形对比分析,验证了IGBT模块暂态模型和参数提取方法的正确性和通用性,为进一步将模型应用于柔性直流输电系统仿真、电磁干扰及损耗分析、控制策略等研究打下基础。     

基于控保协同的环形直流微网单端测距保护技术

目前,直流微网的保护方案大都依赖于线路两端直流断路器的快速开断能力与通信设备的可靠性,然而现阶段直流断路器成本高昂,且线路两端通信将会大大增加直流微网的建设运行成本。基于以上背景,文中以四端环形直流微网系统为研究对象,提出了一种基于控保协同的单端测距式保护技术。该方法分为故障控制与保护实施2个阶段。在故障控制阶段,通过改变电压源型换流器(VSC)自身以及外加可控元件的主动控制策略,使直流线路故障电流为零;在保护实施阶段,基于采用主动控制后VSC直流侧输出电压的周期性(20 ms)与电力电子元件的可控性,构建VSC与故障点的唯一回路,然后基于传统RL算法即可实现单端无差故障定位,接下来会出现线路电流持续过零,在此基础上,通过快速隔离开关实现故障隔离。该方法基于控保协同思想,消除了环网系统单端故障测距中对端电流的干扰,且线路两端无需配置直流断路器,仅利用快速隔离开关与故障控制策略进行时序逻辑上的相互配合即可实现故障隔离。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建四端环形直流微网系统模型,验证了该控制和保护方案的有效性。