阻态下晶闸管的温度场模型计算及热失效分析

阻断状态下的晶闸管会产生耐压PN结反向漏电流,PN结反向漏电流主要由3部分组成,其中表面漏电流是大功率晶闸管产生热损耗的主要原因.为证实并研究表面漏电流对大功率晶闸管热损耗的影响,降低器件热击穿风险,提高制造水平和器件可靠性,这里通过有限元计算建立晶闸管阻断状态下的温度场模型,得出晶闸管承受阻断电压时阴极区域与结终端区...     

关断过程中GTO正向阻断结失效机理的研究

本文重点研究了可关断晶闸管（ＧＴＯ）正向阻断结的三种失效机理，在ＧＴＯ关断过程中，阳极瞬时极峰值功耗，阳极尖峰电压和阳极再加峰值电压达到极限时都可造成正向阻断结的损坏，从而使ＧＴＯ关断失效，从器件内部载流子的输运规律出发，作者阐述了这三个极限参数引起ＧＴＯ失效的机理，建立了三种不同的失效模式；首次研究了ＧＴＯ关断过程中下降时间内瞬地峰值功耗和尖峰电压相对位置的关系。     

晶闸管阻断恢复期保护定值的研究

为尽可能减少换流阀的换相失败,发挥晶闸管的更大效能,在此介绍了高压直流输电(HVDC)换流阀中晶闸管的阻断恢复期特性,并给出阻断恢复期保护的两种方法及保护定值的选取原则.对于因阻断恢复期保护定值设置不合理而造成部分试验或运行晶闸管的损坏,此处也进行了分析,以增强理解阻断恢复期保护的关键点和必要性.     

4.5 kV非对称GCT阻断电压失效分析

介绍了4.5 kV非对称门极换流晶闸管(GCT)阻断电压失效现象,并进行分析.通过对GCT工艺流程的梳理,找到了GCT阻断电压失效的原因.制造过程中,铝扩散工艺中受到污染导致了少子寿命的大幅降低,从而造成GCT漏电流过大的特性.最终通过在铝氧化推进工艺中引入二氯乙烯(DCE)清洗或在铝扩散后增加磷吸收工艺,解决了GCT...     

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,...     

晶闸管在大功率变流和开关中的应用

描述了利用大功率晶闸管器件和实时控制器实现的30MW有环流变流系统、15kA/2.5kV大功率双向直流晶闸管开关,该变流系统和开关系统电路结构新颖,已经使用于国家九五重大科学工程EAST超导托卡马克装置中,同时给出了实验结果.     

大功率晶闸管变流装置的设计方法

随着大功率晶闸管变流装置在工程中的广泛应用,在开发研制及工程应用过程中,对于设计人员来说元件的选型,功率元件的散热,风机、风道的结构设计等问题都是非常重要的.这些器件的选型及结构设计将影响及决定整个装置的出力及性价比.提出了以上问题的设计思路及解决方案,并且在工程应用中证明了此方法的正确,对装置的开发研制人员及工程应用人员提供了参考及帮助.     

“西电所”为直流输变电工程换流阀用高电压大功率晶闸管实现国产化作贡献

西安电力电子技术研究所原隶属于机械工业部，是我国唯一从事电力电子技术研究和产品开发、生产的专业研究与科技型企业。在电力电子技术领域，已有近40年的历史，在我国电力半导体器件的设计与制造中占有重要地位。目前国内一些主要的器件制造工艺大部分源于我所，是我国第一只普通整流管、普通晶闸管、双向晶闸管、快速晶闸管的诞生地。国家电力电子产品质量监督检验中心、中国电器工业协会电力电子专业协会、中国电工技术学会电力电子学会、全国电力电子学标准化技术委员会等秘书机构均设在该所。     

Φ100快速晶闸管的研制

通过计算机模拟运算,分析了低浓度短基区、缓变杂质分布阻断结和临界长基区等优化设计方案,最大限度地对阻断电压、通态压降和关断时间等矛盾参数进行了协调,成功地研制了Φ1002800V,3500A快速晶闸管。     

Ф100快速晶闸管的研制

通过计算机模拟运算,分析了低浓度短基区、缓变杂质分布阻断结和临界长基区等优化设计方案,最大限度地对阻断电压、通态压降和关断时间等矛盾参数进行了协调,成功地研制了Ф100 2800V,3500A快速晶闸管.     

特高压运行对山西电网联络线潮流控制的影响

长治—南阳—荆门特高压交流试验示范工程是连接华北和华中两大电网的唯一通道,由于其输送功率大,发生在任何地方的发电和负荷有功扰动都对联络线输送功率产生影响,引起特高压联络线功率在计划值的基础上产生大范围的波动,从而引起区域控制偏差的大幅波动,对山西联络线潮流控制产生较大的影响。对特高压检修及特高压投运时的山西电网区域控制偏差的波动情况进行了详细分析,对调度运行提出了建议。     

南阳变建成对特高压及河南电网的影响

特高压南阳变的建成将使河南电网成为联结华北、华中、西北电网的重要枢纽,研究新的联网形式下特高压及河南电网的运行特性,是确保华北-华中电网安全稳定运行的必然要求.本文深入研究了特高压南阳变建成后特高压联络线及鄂豫断面的输电能力、华北-华中电网安全稳定水平、特高压及河南电网电压无功特性,结果表明特高压南阳变建成后电网输电能力、安全稳定水平、电压无功调节能力均有明显提高,宜结合电网规划,加快特高压南阳变建设进度.     

特高压输电技术在南方电网的发展与应用

针对南方五省资源分布、经济发展和电力需求水平决定的南方电网西电东送战略,论述了因其距离远、容量大及输电走廊、受端短路电流等经济和技术要求而采用特高压输电技术的必要性并介绍了南方电网2030年前建设7至8回特高压交直流输电线路的规划,其中云南至广东±800 KV直流输电工程将成为中国乃至世界第1个特高压直流输电工程。该工程已开始实施,一些关键技术已基本解决,计划2009年投入商业运行。     

特高压联网对山西电网电压影响分析

1 000 kV长治—南阳—荆门试验示范工程连接华北和华中两大电网。特高压交流输电线路潮流波动将造成山西和湖北电网电压波动。分析了造成此现象的理论依据,并提出了降低电压波动的电网设计建议。     

电磁式特高压统一潮流控制器

为解决特高压电网的运行调节中的困难,提出了一种电磁式特高压统一潮流控制器的结构和工作原理,其由360°移相变压器和并联可控电抗器组成。移相变压器由普通有载调压开关控制,可以实现离散的360°移相串联电压控制。与现有基于电力电子开关的统一潮流控制器相比,电磁式统一潮流控制器在保持有功与无功潮流独立灵活控制优点的同时,损耗低,无电磁兼容问题,并且兼有过电压和潜供电流限制的功能。360°移相变压器结构简单,每相仅需2个二次移相绕组,造价低、可靠性高、易于实现。     

特高压直流输电线路合成电场强度对人体影响分析

针对特高压直流输电线路所引起的电磁环境问题,使用ANSYS软件建立了接近人体形状的人体模型。利用该模型,以四川向家坝到上海奉贤的±800 kV特高压输电线路为例,仿真了考虑人体对地绝缘和人体接地两种情况下人体内部电场强度分布,并在此基础上,利用APDL语言编写程序计算了人体距离输电线路不同距离,以合成电场强度对人体电场的影响。计算结果表明:人体对地绝缘和人体接地时,最大电场强度值均出现在腋下,分别为27.9 mV/m和13.6 mV/m;随着距输电线中心不同距离的变化,人体内部最大电场强度变化呈抛物线形式变化,最大值出现在距输电线中心的18 m处,为650 mV/m,略高于国际非电离辐射防护委员会(International Commission on Non-ionizing Radiation Protection,ICNIRP)规定的人体在高压输电线路不同曝露情形下的曝露电场强度限值,而在此距离时头部的电场强度为110 mV/m,则处于ICNIRP规定的限值范围内。     

特高压站低压侧保护设备大电流闭锁方案设计

简要介绍了特高压输电系统的基本特征及特高压站低压侧110kV电压等级一次设备的组成。特高压站110kV无功补偿设备采用负荷开关,在短路电流较大时不能直接跳闸,基于此提出了大电流闭锁功能的概念,论述了大电流闭锁功能的主要判据。分别从母线保护、电容器保护、电抗器保护等保护设备角度,提出了在大电流闭锁满足判据的情况下,保护动作后的跳闸出口接点驱动方式。从110kV系统的角度,分析了在母线和无功补偿设备上分别发生故障时的跳闸方式,并讨论了因大电流闭锁动作不能就近跳闸时后备保护逐级隔离故障的实施方案。     

特高压淮南—上海输变电工程新施工技术的应用

1000 kV特高压淮南—上海输变电国家重点工程的地形和地质条件十分复杂,给施工带来了困难。针对该工程,采用了新型旋挖钻机、新式索适运输机和具有过载保护功能机动绞磨等3项新技术,解决了施工难题,取得了较好的经济效益和社会效益。     

特高压电网中可控电抗器的应用研究

针对我国特高压输电线路中普遍安装的固定高压并联电抗器显著制约线路传输功率的缺点,提出采用可控电抗器来代替的方案。根据晋东南-荆门1 000 kV输电线路建立了特高压线路模型,仿真研究了可控电抗器应用于该线路后对工频过电压、操作过电压以及潜供电流的抑制效果。仿真结果表明,可控电抗器能随着系统传输功率的变化来平滑调节无功容量,从而验证了可控电抗器应用于特高压输电线路的可行性和有效性。     

可控串联补偿输电技术

首先介绍了灵活交流输电系统(FACTS)中晶闸管控串联电容(TCSC)补偿方法的功效，如增大动态和暂态稳定输电限制、增大传输功率以及缓解次同步谐振(SSR)和系统电压崩溃现象。同时介绍了TCSC的运行原理和配置情况。最后介绍了一个大电力系统互联技术作为工程实践的实例。