TSC装置合闸过电压及其抑制措施

首先分析了常用的几种晶闸管投切电容器装置(TSC)的主电路,以晶闸管与二极管反并联构成的TSC无触点开关为例,分析了TSC装置合闸过程中,晶闸管阀端可能承受的过电压,并提出了采用并联MOA抑制过电压的方案。以一组工程应用的10 kV TSC装置为例,采用matlab/simulink对装置采用MOA前后的过电压水平进行了仿真分析,结果表明,采用阀端安装MOA抑制过电压的方案是可行的。     

LCC-FHMMC换流阀出口交流单相接地故障特性分析及保护方案设计北大核心CSCD

文中针对混合直流输电系统受端柔性直流换流阀交流出口处发生单相接地故障导致子模块电容过电压的问题展开研究。首先,详细剖析了故障后换流阀动态过程,并设计了提高换流阀故障穿越能力的保护方案及控制策略,建立了故障后换流阀等效电路,进而根据交直流电气量变化特性分析了子模块过电压机理。其次,为有效抑制子模块电容过电压,设计了一种分相导通晶闸管的旁路装置,故障时触发该支路将桥臂进行隔离,同时受端故障识别方案与送端换流站快速移相措施配合,可以有效抑制子模块电容过电压。最后在MATLAB/Simulink电磁暂态仿真软件中搭建了混合直流输电系统模型,通过仿真验证故障期间受端换流阀保护的两种方案,结果表明所提策略在发生瞬时性和永久性故障下对过电流和过电压均具有良好的抑制效果。     

基于晶闸管的直流可控避雷器关键技术

电网换相换流器(LCC)与模块化多电平换流器(MMC)级联系统具备诸多独特优势,但其低压端模块化多电平换流器(MMC)由多个电压源换流器(VSC)换流器并联组成,当发生交流侧故障时会引起低压端直流母线过电压。为抑制MMC过电压问题,提出在直流母线侧安装直流可控避雷器。对交流侧故障时MMC过电压机理进行了理论分析,提出了直流可控避雷器拓扑结构。在深入分析直流可控避雷器不同运行方式的基础上,给出了直流可控避雷器的直流混合可控开关所需的极限电流耐受能力。为实现开关触发的快速性,提出在直流混合可控开关中采用串联晶闸管阀组方案。通过晶闸管Cauer计算模型仿真研究了极限电流下晶闸管阀组瞬态结温,验证了设计方案的合理性。基于某规划直流工程进行直流可控避雷器设计,并给出了主设备布置方案。基于PSCAD/EMTDC平台搭建了系统的仿真模型,验证了所提出的直流可控避雷器拓扑抑制系统MMC过电压的有效性。     

节能型10kV TSC在光伏发电场中的应用

光伏电厂需要配置一定的无功补偿装置,并联电容器是一种主要的无功补偿方式。笔者提出一种节能型晶闸管投切电容器TSC,能够有效降低机械开关投切电容器引发的电能质量问题,并且有效克服了常规高压TSC可靠性不够高、损耗较大的缺点。该节能型TSC的关键在于投切开关,三相中的任意2相采用晶闸管和交流接触器相互并联组成复合开关,剩余1相采用交流接触器作为投切开关。在工作过程中,节能型TSC的晶闸管阀仅在投入和切除过程中流过交流电流,晶闸管阀的有功损耗显著降低,可无需散热装置。通过在PSCAD/EMTDC平台上的数字仿真证明该节能型TSC是完全可行的。     

10 kV配电网基波无功负序综合补偿装置的研制

依据三相不平衡负荷的补偿原理 ,研制出一种采用晶闸管控制电抗器 (TCR)和晶闸管投切电容器 (TSC)的静止无功补偿装置。晶闸管阀采用并联电阻均压 ,采用串联电感均流。该装置的控制器以无功功率为判据 ,通过改变电容器组的投切组数和相控电抗器的等效电纳来实现对无功功率的动态补偿。     

TSC高压晶闸管阀过电流失效机理

为满足晶闸管投切电容器(TSC)装置可靠性及其试验方法和试验等效机理研究的需要,重点研究了TSC装置的核心部件--高压晶闸管阀在过电流故障状态下的失效机理.首先介绍了TSC系统及其阀的结构以及过电流故障形成的原因和特征,并给出了过电流的数学方程和仿真波形.然后按照过电流故障的不同发展阶段对TSC阀的电流、电压和热等应力进行了解析分析.在上述基础上,结合器件的物理特性,对TSC阀各个元件在各种故障应力下的内部物理过程进行了分析.最终得到了TSC阀在过电流故障的不同发展阶段的失效模式和失效指标,从而揭示了TSC高压晶闸管阀的过电流失效机理.     

抑制并联电容装置中过电压的研究

经理论分析计算和现场试验证明,应用氧化锌阀片串连线性电阻组成MOR型阻尼器与中性点MOA氧化锌避雷器组合(简称MOR阻尼器)的保护方式,用于电网内各种电压等级的并联电容和滤波装置中,当开关发生两相重击穿时,可使电容器极间过电压远小于现有用MOA避雷器保护的水平。此外,对单相重击穿、合闸过电压、并联电容助增效应等均有较好的抑制作用。这些综合保护性能是现有的MOA避雷器保护方式所不能比拟的。因此,这是一种理想的新型过电压保护方式。     

一种低压无功补偿主电路与触发控制方法

低压系统无功补偿多采用晶闸管投切电容器 (TSC),文章对 TSC装置的投切过程进行了分析,指出应采用晶闸管电压过零点与电源峰值点相结合的方式进行 TSC投入控制.对三相 TSC的电路进行了分析,提出了一种采用三晶闸管元件的简化 TSC方案,并给出了其触发控制方法.该方案接线简单,控制方便,可适用对称补偿的应用场所。     

TSC装置投切过程分析

对低压配电系统中的无功补偿电容器,一般采用晶闸管进行动态投切。文中对晶闸管的投入和切除过程的数学模型进行了详细的分析推导。理论推导结果证明无论晶闸管切除次序如何,3台电容器上的残压始终为线电压峰值的1.366、1、0.366倍;V1、V2晶闸管两端的电压始终在一定的范围变化。该结果为抑制投切过程中产生的过电压问题及TSC装置中晶闸管的参数选择提供了理论依据。     

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。     

晶闸管串联调压电容无功补偿装置的研究

本文提出了一种用晶闸管开关装置－串联变压器改变电容端电压调节无功的补偿方法，阐明了这种补偿装置原理，分析了装置功率特性，估计了晶闸管开关换接过程的断态过电压和过电流大小，指出了降低这种过电压和过电流技术实现完全可能，并以实例和ＴＳＣ进行了比较，指出了这种装置成本要比ＴＳＣ低得多，宜于在高压电网中使用。     

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。     

Study on overvoltage protection in HVDC LTT valve

The light-triggered thyristor (LTT), which can be directly fired by light, does not need gate electronics on the high-voltage side and is thus a near-ideal semiconductor device for a HVDC valve. In providing overvoltage protection for an LTT without losing its advantage of simple circuits associated with the thyristor, the overvoltage protection system adopted in the conventional electrically triggered thyristor is not necessarily appropriate. The authors have shown that high-speed protective gate pulses generated from the valve base electronics together with the valve arrester are sufficient for the LTT valve overvoltage protection. The adequacy of this protection strategy is demonstrated by factory type tests and also excellent service experiences     

新型高压TSC阀基电子系统关键技术及应用

本文着重介绍高压TSC的阀基电子系统.根据TSC的工作原理以及晶闸管阀体串联结构,分析了高压TSC阀基电子系统的功能和工作特点,提出一种基于光电触发方法的TSC阀基电子系统;同时本文对阀基电子系统的工作机制和晶闸管控制单元的关键电路进行了讨论,并通过TSC阀基电子系统10 kV运行试验,证明此系统有效克服了电磁方式的阀...     

直流输电换流阀晶闸管过电压保护研究

晶闸管承受过电压的能力较弱,瞬时过电压可导致晶闸管的击穿。首先研究了直流输电核心设备之一晶闸管换流阀发生晶闸管过电压击穿对直流输电系统的影响,分析了直流输电换流阀晶闸管配置过电压保护的必要性。然后对BTC和BOD两种晶闸管过电压保护方式进行了理论计算与分析,并采用PSPICE软件搭建了仿真模型进行仿真分析。最后在实验室搭建实验电路对两种过电压保护电路性能进行了验证。研究表明两种保护方式均可以实现晶闸管过电压保护的要求。     

35kV SVC装置TSC型晶闸管阀高压试验局放问题的分析与处理

晶闸管阀作为SVC装置中的核心部件,根据相关IEC标准和电力行业标准规定,在出厂前必须进行一系列的高压绝缘试验,来验证其耐受电压能力和局部放电的起止电压是否满足要求。由于35k V电压等级的晶闸管阀工作电压等级高,结构形式和绝缘材料的多样性,导致晶闸管阀在规定试验电压下局放值超过规定允许值的问题时常发生。如果局部放电问题未能得到有效处理,对产品的运行使用将带来严重的绝缘隐患。针对上述情况,通过研究新型35k V SVC用TSC型晶闸管阀在高压试验中遇到的典型局部放电问题,提出了相应的分析方法和解决方案:通过试验判断局部放电超标部位,理论分析局放起因主要由于电气结构不合理,导致空气间隙小或存在悬浮电位。通过改进电气结构和等电位处理,局部放电值满足试验要求。介绍的方法快速有效,对大功率电力电子器件应用的相关试验有一定的借鉴作用。     

新型过电压保护装置:BOD触发晶闸管阀

首先分析了过电流试验装置的原理及其故障过电压的机理、危害和特点.针对已有过电压保护方式(间隙和氧化锌避雷器)的缺点,提出了一种适合于频繁动作、动作电压准确性及稳定性高,动作电压调节方便、保护动作迅速、残压小,泄放能量大的新型过电压保护方式,即击穿二极管(Break Over Diode,BOD)触发晶闸管阀,并给出了BOD触发晶闸管阀的原理和设计要点及其特点.仿真分析和试验结果均验证了该保护装置的有效性和实用性.