有关中压开关设备设计思考的一些新问题

近年来出版的高压开关设备IEC新标准和囝标修订版,给中压开关设备设计的思路和试验研究方法带来新的概念;这些文件的新条款对改进产品的性能,促进技术进步,提高供电可靠性和保障人身安全、以及加强环保等工作都有着重要意义。     

6 kV变频调速系统中IGCT串联缓冲电路设计

IGCT单独使用时可以不用缓冲电路.但是6 kV及以上高压变频器需要将IGCT串联使用以获得更高的耐压水平.此时,IGCT需要并联缓冲电路才能安全工作.为设计6 kV高压变频器串联吸收电路,通过对IGCT特性进行分析,给出了设计IGCT缓冲电路的具体方法,通过试验验证吸收电路的工作效果.     

中压区域补偿型动态电压调节器设计

对适用于10kV配电网区域电压跌落治理的动态电压恢复器进行了设计,给出了基于级联H桥的主电路、取电装置、无变压器耦合电路的设计方法,并针对中性点不接地配网系统中电压跌落的特点,提出了一种仅需补偿电压跌落相电压即可恢复负载侧线电压的参考值计算方法。最后,基于PSCAD搭建了仿真模型,分析了不同故障类型下动态电压调节器(DVR)的补偿效果以及取电装置对系统的影响,通过实验验证了DVR硬件设计与参考电压计算方法的正确性和有效性。     

中压开关柜的二次优化设计

针对开关柜的二次设计存在断路器的跳位监视回路没有监视断路器合闸回路的整体完好性、大电流开关柜的风机控制回路无法实现智能化控制等缺陷,分析了当前二次回路的设计方式,并通过与综合保护装置、继电器配合试验后,提出二次回路设计的优化方案,提高了开关柜运行的可靠性及智能化。     

中压区域性动态电压恢复器的滤波器参数设计

动态电压补偿器(DVR)可治理配电网中的电压的跌落和不对称等动态电能质量问题,其输出滤波器的参数设计将影响电压跌落的补偿效果。本文对应用于中压配电网的级联H桥DVR的输出滤波器参数的设计进行了研究。通过对逆变器输出电压在电容两端和电感两端分配的情况进行分析,推导了滤波器电感和电容取值与电感两端和电容两端电压分配之间的关系,并结合低通滤波器谐振频率与DVR等效开关频率和系统工频的关系,计算得到电容和电感的取值。结合实例给出了具体的实现步骤,通过仿真计算验证了文中提出的滤波器参数设计方法的正确性和有效性。     

低压电器环境意识设计导则系列标准

介绍了低压电器环境意识设计导则系列标准,包括总则、刀形隔离器、断路器、接触器、熔断器、按钮信号灯、接线端子;给出了将环境因素引入低压电器产品设计和开发的总体考虑,并规定了上述产品的特定要求。     

中压变流器复合结构快速锁相环设计

针对中压变流器在短时电网电压跌落时出现的同步故障导致停机的问题,设计了两种复合结构的快速锁相环方案。第一种方案适用于当变流器系统因为电网电压跌落完全失去同步时的工况,即是一种低电压穿越时序控制,可避免电容放电,并最小化系统恢复时间。第二种方案可防止同步故障,即在电压跌落结束后快速恢复变流器运行。两种方案均使用了单输入模糊逻辑控制器来实现,以获得较快的动态响应。利用硬件在环实时仿真实验平台对控制策略进行了测试。实验结果表明,两种方案均能有效提高锁相速度并避免短时电网电压跌落导致的设备保护停机。     

Contact Design for Air Break AC Motor Starters

The processes used to determine the contact design, force, weight, shape, and temperature rise for air break ac motor starters are explained. The contact force is shown as the function of the welding current. The contact weight is determined by contact erosion. The contact shape is shown as the function of the contact weight. The temperature rise is given as the functions of the cross section and current. The given data are based on measured values. A sample contact design shows the application of this material.     

增安型高压电机接线盒的设计

作为电机能量转换的输入部分，接线盒的设计尤为重要，同时也关系到防爆电机的整体质量优劣。章叙述了接线盒的安全性、可靠性、经济性等设计要点。     

面向中低压电力线互联通信的智能桥接器设计

为了实现10kV中压电力线与220V低压电力线信道的网络互联,设计了一种基于快速信道估计与信道均衡算法的智能桥接器系统。论文首先介绍了智能桥接器的系统组成以及工作原理。然后,详细分析了桥接器的核心部分——信道均衡器的工作原理及算法实现。该算法首先基于SIFT快速傅里叶变换,实时估计出信道的接收频谱;然后根据信道的慢时变特性,利用当前信道的接收频谱结合前一时刻的信道特性,估计出当前的信道均衡值,构成了一个闭环反馈信道均衡系统。测试表明,所设计的桥接器能满足中低压电力线互联通信的要求。     

中压异步电动机软起动装置的研制

为了解决异步电动机,尤其是中、大容量电动机的起动冲击电流对电网和电动机本体带来的影响,研制了一种基于晶闸管串并联技术、电力电子技术和PID控制理论的中压固态软起动装置。该装置具有多种起动方式、较大的起动电压和电流调节范围、多种综合保护措施以及软停止功能,并在6kV异步电动机上进行了试验,试验结果证明了该装置的有效性和实用性。     

中压配电网保护整定培训系统的设计

采用图形化建模方法,基于Delphi设计开发了包括配电网保护配置整定、保护理论培训与考核功能的中压配电网保护整定培训系统。该系统采用模块化的编程设计思想,实现配电网继保原理以及整定培训,并能检验所完成整定保护的动作特性,具有交互性好、导航清晰的特点,能使继保从业人员快速掌握配电网继保整定导则、相关理论以及整定过程步骤,熟悉保护特性,有效提高技能培训效果。     

中压开关设备的凝露试验方法

凝露是导致中压开关设备异常放电,造成供电中断的重要诱因之一.为验证开关设备在凝露工况下的绝缘和抗腐蚀性能,GB/T 3906—2020和DL/T 593—2016分别给出了相应的试验程序、试验方法和判断准则,重点对二者的试验程序和试验方法的异同点进行了对比分析,计算了主要试验设备参数并对试验中的难点问题进行了剖析,可供...     

通用变频器实现中压电机变频调速的设计

介绍了利用通用变频器、变压器构成中压电机变频调速系统的具体设计方法，讨论了设计施工中的注意事项并给出应用实例。     

大电流中压交流气体绝缘金属封闭开关设备的散热结构设计

中压交流气体绝缘金属封闭开关设备(C-GIS)通常由于发热元器件全部密封在狭小的充气隔室空间内,热量很难有效排出。特别是对于仅充有微正压气体的大电流交流气体绝缘金属封闭开关设备,由于充气隔室内气体分子密度接近大气压条件下的分子密度,当开关柜额定电流大于等于3 150 A时,柜内发热尤其严重,严重的发热缩短了开关设备的运行寿命。文中通过对气体绝缘金属封闭开关设备发热与散热机理的分析和试验结果的对比,提出了额定电流4 000 A的气体绝缘金属封闭开关设备降低温升的一种设计方案。实验结果表明该方案可满足标准要求。     

面向配电自动化的中压电力线高速数据通信终端设计

论述了以中压(10kV)配电网为信道、面向配电自动化应用的高速数据通信系统的整体解决方案,详细介绍了该系统的终端设计.提出将低压电力线通信中成熟运用的数据调制/解调及组帧技术移植到中压环境的思想,并针对中压电力线因过长链路易造成信号严重衰减的问题,在终端设计中采用基于Weinberg滤波电路和传输线变压器耦合的匹配策略解决高频宽带(4～22MHz)信号的功率放大.实现了信号安全、可靠地向中压电力线的注入,可满足10km左右的传输要求.     

海上大容量中压风电变流器的网侧滤波器设计

和陆基风电变流器不同,海上风电变流5器属于大容量中压系统,其网侧LCL滤波器的设计难度主要体现在几个方面,即中压变流器开关频率是受限的,而滤波器物理尺寸和重量有严格限制,同时电流谐波也有严格标准,因而传统的小功率、高开关频率低压变流器的滤波器设计将不再适用。针对这个问题,本文以三电平中点钳位型风电变流器为例,采用了基于频域模型分析的方法对其网侧LCL滤波器进行了设计,首先提出了一种虚拟电压谐波频谱的概念来对滤波器设计提供相关的约束,然后利用储能对应体积重量的概念简化了设计过程,同时还使用了被动阻尼技术,为滤波器提供了必要阻尼的同时还保持了低损耗和对高频衰减较小的影响。最后,对滤波器性能进行了仿真试验,试验结果表明,在额定感性和容性输出时,输出谐波均符合标准要求,变流器侧最大电流纹波小于20%,最大附加损耗小于标么的0.5%,滤波器设计较为合理,滤波效果较好,附加损耗较低。     

集成式中低压数字化变电站自动化系统设计

针对中低压变电站及IEC 61850标准的特点,开发了能够实现全站的保护和控制的集中式保护装置,并设计了集成式数字化变电站系统.阐述了集成式数字化变电站自动化系统的整体结构,讨论了过程层采样方案、通用面向对象变电站事件(GOOSE)跳闸方案和集中式保护装置设计方案.对过程层采样的可靠性和GOOSE网跳闸方案的实时性和可靠性进行的检验表明了设计方案能够满足实际工程运行的需求.所设计的集成式数字化变电站自动化系统已应用于实际工程.     

中压环网供电系统设计与应用

结合工程实际,介绍了环网供电系统的概念、原理,分析了环网供电单元。阐述了熔断器与变压器配合保护计算,讨论了环网供电系统的开环与闭环点选择及闭环操作。环网供电系统的正确应用,保证了供电的可靠性和经济性,可为类似工程提供参考。     

拓扑优化中压级联多电平变换器及MPC设计

级联H桥多电平变换器在中压大功率应用场景需配合使用具有多个二次绕组的移相变压器为每个H桥模块提供独立的直流源,从而存在系统成本较高的问题,对此,提出了一种拓扑优化中压级联多电平变换器及其模型预测控制(MPC)。新型级联多电平变换拓扑每相只需一个独立直流源,故所需二次绕组数量大为减少,同时每相使用中点箝位(NPC)三电平模块,可将整个系统的复杂度和成本降至最低。进一步,建立了新变换器的离散时间域数学模型,并引入了MPC完成了直流侧电容电压和输出电流的多目标控制。利用小功率变换器样机进行了实际测试,实验结果验证了新型级联多电平变换拓扑的优势以及MPC的效果。