同轴式三通道伪火花放电开关实验研究

设计了典型参数下的三通道伪火花放电开关及其陶瓷表面放电触发器,进行了空气介质下的放电实验,测得了伪火花放电的气压范围,给出了开关的耐受电压曲线,计算了开关的电流上升陡度,比较了相同尺寸下的单通道伪火花开关。试验结果表明,采用多通道结构后,开关的通流能力由单通道的40kA提高到120 kA,电路的电流上升陡度提高约20％,而电极烧损则大大降低。此开关具有良好的触发性能,在2～30 kV的放电电压下,放电电流的时延及其抖动分别为50～340 ns和15～40 ns,其最低可触发开关电压为600V.     

高介碳酸钡陶瓷沿面闪络伪火花开关的研究

为了满足脉冲功率技术和脉冲电流试验技术对放电开关的要求,笔者设计了BaTiO3高介电常数的电介质沿面闪络伪火花开关的触发装置。通过对表面放电触发器的实验发现:在伪火花开关的工作气压范围内,高介沿面闪络触发器显示出很强的电荷发射能力和快速的电荷注入能力,在气压为7 Pa时,触发器能够在30 ns内释放1.5μC,触发电流的上升陡度为1.2×1011A/s,发射的电子数达到9.4×1012。对自放电电压为28 kV的伪火花开关,可靠工作的最低电压可降低到130 V,放电时延为35～100 ns,最小抖动为6～25 ns。     

低气压放电开关沿面闪络触发器的性能研究

脉冲功率技术和脉冲电流试验技术对放电开关提出了越来越高的要求,如较长的使用寿命、宽的工作范围、较小的触发时延及抖动等。为了满足这些需求,设计了伪火花开关的氧化锌半导体和高介钛酸钡陶瓷介质沿面闪络的触发装置,通过对表面放电触发器的实验发现:高介钛酸钡陶瓷沿面闪络触发器显示出强而快的电荷释放能力,在伪火花开关工作的气压范围内,触发器能够在20～30ns内释放20～30μC的电荷量,释放的电子数达到1.25×1014～1.875×1014,触发电流的上升陡度可达120～320GA/s。上述两种介质材料制作的PSS,气压7Pa时,自击穿电压28kV,最小工作电压分别为360、130V,放电延时分别为380～106ns和80～35ns,时延抖动分别为85～23ns和22～6ns。研究结果表明:高介钛酸钡陶瓷沿面闪络触发器显示出比氧化锌半导体强而快的电荷释放能力,由其制作的伪火花开关具有极低的放电时延和时延抖动。     

伪火花放电开关的半导体氧化锌表面放电触发装置研究

准确可靠的触发技术是伪火花开关研究中的一项重要内容。因为触发方案的选择不仅关系到开关电极的结构设计 ,而且对开关的工作电压范围 ,频率和寿命有很大影响。本文首次采用半导体氧化锌 (ZnO)为材料 ,设计了伪火花开关的表面放电触发器 ,该触发器体积小 ,结构简单 ,可焙烧 ,大量实验 (>1 0 5次 )表明 ,其可靠性高 ,寿命长 ,用它触发的伪火花开关 (放电电压 30～ 2kV)具有稳定的放电时延 (80～ 4 0 0ns)和时延抖动 (2 0～ 5 0ns) ,由于触发电流大 ,因而可以在极低的开关电压下触发开关 ,对着火电压 30kV的伪火花开关 ,其最低可触发开关电压可至 4 40V。     

伪火花开关的设计与实验研究

阐述了伪火花放电的基本原理,设计了一种具有典型参数的伪火花开关,并通过实验研究了该开关的特性。实验表明,该开关的耐受电压高(37kV),导通电流大(93kA),电流上升陡度达7.8×10~(10)A/s。     

伪火花开关自放电电压特性与电压跌落过程实验研究

设计了典型参数下的伪火花放电开关,进行了空气介质下的电压特性实验,详细研究了气体压力,电极间隙距离,电极孔径和电极材料对伪火花开关耐受电压的影响;给出了伪火花开关放电电压与气压变化的关系曲线;测量了产生伪火花放电的气压范围和单间隙伪火花开关耐受电压的最大值,测得了伪火花放电与辉光放电的转折点气压,并对实验结果进行了理论分析。研究了伪火花开关电压跌落时间与放电电压的关系,首次将开关电压跌落过程分为暂态阶段和稳态阶段,讨论了放电电路参数,气体压力,开关结构和放电电压对电压跌落时间的影响。实验表明,在气压和开关结构不变的条件下,暂态过程时间由放电电压决定,电压越高,则所需时间就越短;稳态过程时间由放电电路参数决定,而与放电电压无关。最后讨论了真空洁净程度和开关加工与装配工艺对伪火花开关耐受电压的影响。     

大功率伪火花放电开关触发电路的设计

伪火花放电开关的触发技术是伪火花开关研究中的一项重要内容。因为触发方案的选择不仅关系到开关放电室的设计,而且对开关的工作电压范围,工作频率和使用寿命有很大影响。伪火花开关及其触发设计的最主要特征在于它的空心阴极结构,空心阴极的存在既是伪火花间隙放电的先决条件,又为开关的触发单元提供必要的空间和可靠的保护屏障,使得触发部件不受主放电等离子体电流的冲击和烧蚀。笔者提出了伪火花开关触发设计的技术要求,总结了现有伪火花放电开关的触发方法,并对它们的触发效果进行了比较,重点介绍了脉冲辉光放电(脉冲空心阴极)触发和表面放电触发及其发展。     

半导体碳化硅在伪火花放电高能开关中的应用

伪火花放电开关 (PSS)的寿命主要由大电流下的电极烧损决定 ,其机理为金属电极产生的蒸汽电弧改变了原有均匀辉光放电所致。半导体碳化硅 (Si C)可以维持伪火花开关电极表面的均匀辉光放电 ,抑制电弧产生 ,使电极烧损大大减小 ,还解决了开关在小电流下奇异放电问题 (电流猝灭和暂态阻抗降低 )。简述了金属钼电极与 Si C电极的放电过程和特点后简要分析了 Si C电极抑制电弧的原理 ,还介绍了伪火花开关奇异放电现象的研究进展     

多级多通道气体火花开关的同步放电特性

具有广阔应用前景的气体开关是快脉冲直线型变压器(LTD)这种新型初级储能脉冲功率源的关键部件,为提高其工作性能,对多级多通道气体开关多路同步放电特性进行了初步的实验研究。在优化设计标称电压200kV多级多通道气体火花开关的电极支撑结构后采用绝缘子内抠槽平面支撑结构,使用圆环形凸面结构电极代替圆环形平面电极。利用电磁场分析软件计算开关的电场分布表明:直流高压作用下,开关各间隙电压分布较均匀;触发脉冲作用下触发间隙电场畸变明显。10只开关的同步放电实验研究结果表明,10只气体开关的自击穿特性和触发特性有一定个体差异,其中5只开关并联放电同步性能良好,输出电流脉冲能有效叠加;工作气体为0.14MPa氮气,正负充电60kV,5只开关并联放电,能够产生上升沿约100ns,峰值约100kA的电流脉冲。     

高陡度场畸变开关触发系统的研制

介绍了可产生幅值 30kV、前沿 5 .4ns用于场畸变火花间隙开关触发的装置。该装置通过电容储能并对脉冲变压器放电 ,经过陡化获得上升陡度 5 .5kV/ns的触发脉冲。触发控制系统控制方式灵活、抗干扰能力强、系统结构简单、紧凑 ,工作稳定可靠。     

嘉兴电厂600MW机组励磁系统模型参数校核和PSS整定试验分析

通过对浙江嘉兴发电厂二期工程600MW机组Unitrol 5000励磁系统进行参数校核,采用对比发电机空载阶跃现场试验结果与仿真计算结果的方法确定励磁系统数学模型参数。应用在线频率响应法对该励磁系统的电力系统稳定器(PSS)参数进行了整定,并应用Prony方法对有功功率的阶跃响应进行了分析,得到了系统低频振荡的频率、振幅、阻尼等模态信息,试验验证了PSS投入对提高本机振荡模式阻尼的作用。     

黑龙江电网电力系统稳定器（PSS）的试验

介绍了近年来黑龙江省电网PSS试验情况,阐述了PSS工作原理,提供了典型机组的试验结果并进行了分析说明。     

浙江主力发电机组对华东电网低频振荡模式的影响研究

对2009年华东电网的主要低频振荡模式进行分析,研究了主力机组电力系统稳定器(PSS)的投退、浙江电网不同运行方式对华东电网低频振荡模式的影响,着重研究了浙江电网二种主要地区振荡模式,指出相关电厂应充分重视机组励磁系统及PSS实测建模、PSS整定和投人工作,确保电网的稳定运行.     

泰山抽水蓄能机组PSS参数设计及现场试验

现场实测励磁系统的相频特性,依据相位补偿的原则设计PSS参数;并分别通过现场试验及仿真计算两种方式对机组在发电工况、抽水工况下PSS的有效性进行验证。     

PSS配置整定原则及低频振荡防止对策探讨

在分析发电机励磁控制对系统稳定运行的影响的基础上,对PSS的配置及参数整定原则进行了讨论,提出了适合于工程实际应用的整定方法,并结合电网实际状况,对低频振荡的防止对策进行了分析和探讨。     

基于等值单机无穷大系统的多机系统PSS设计

多机电力系统PSS的合理设计对于抑制低频振荡至关重要.基于单机无穷大系统的PSS设计方法简单明了,但需要解决等值单机无穷大系统的求取问题.提出了一种直接利用多机系统Phillips-Heffron模型线性化矩阵对角元素形成等值单机无穷大系统Phillips-Heffron模型的新方法,并采用相位补偿法进行PSS设计.与基于发电机间的节点导纳矩阵求取等值单机无穷大系统的方法相比,新方法省去了各机组等值系统参数和线性化系数的计算工作.基于等值单机无穷大系统的PSS设计方法简洁,物理概念清晰,计算量小,便于现场应用.算例比较表明,基于等值单机无穷大系统设计的PSS增强系统阻尼的效果不比一些统一协调设计法的差.     

PSS相位参数整定遗传算法的实现

针对当前PSS相位参数现场整定过程中,存在较难统筹考虑到整个低频段(0.2～2Hz)的现状,提出一种基于遗传算法的整定方法,对机组PSS运行参数进行优化整定计算,优化结果表明在范围内PSS具有良好的有补偿频率相位特性.     

750 kV线路投运后甘肃电网动态稳定性分析

分析了2009年甘肃电网冬大及夏大运行方式下系统的动态稳定性,通过频率小干扰计算发现甘肃陇南电网、河西电网及洛大电网存在局部电网内部及对系统的弱阻尼振荡模式.对存在低频振荡风险的电网进行了深入分析,通过在模式相关机组上配置合适电力系统稳定器(PSS)可以大幅提高系统的阻尼.稳定计算表明,在给出的PSS的配置方案下甘肃全网没有出现低于3%的弱阻尼振荡模式,甘肃电网可以安全稳定运行.提出了励磁系统后续实测建模工作的建议.     

三峡左岸电站励磁系统综述

同步发电机励磁控制是改善电力系统稳定性最有效而又经济的手段之一,研究同步发电机励磁控制对电力系统来说具有重要的意义.本文描述了三峡左岸电站发电机组THYRIPOL励磁系统的组成和基本原理,通过试验及运行分析,给出了实测励磁控制器的性能参数,对励磁系统的研究提出了新的课题.     

PSS对区域振荡模式阻尼效果验证时域仿真研究

提出在发电机PSS现场试验时.通过人为设置扰动事件来激发电网区域振荡模式以验证发电机PSS对低频区域振荡模式的阻尼效果,并基于精细时域仿真软件PSCAD/EMTDC,建立云南电网PSS阻尼效果仿真系统模型,通过设置扰动事件进行仿真计算,验证发电机PSS对低频区域振荡模式具有正阻尼效果,弥补了现场试验的不足.