AMF与TMF高频磁场特性仿真对比分析

真空灭弧室的灭弧性能与真空灭弧室触头的磁场特性密切相关,其中纵向磁场(AMF)灭弧技术与横向磁场(TMF)灭弧技术应用最为普遍。基于人工零点的高压直流真空断路器,引入高频震荡电流帮助开断,为了分析真空断路器开断高频电流情况下的磁场特性,文中建立了两种类型的触头结构进行有限元仿真,对比分析真空灭弧室磁场特性以及触头片涡流情况。结果表明:在高频电流开断情况下,横磁结构触头与纵磁结构触头相比有更好的磁场特性分布;触头片涡流是影响纵磁结构触头磁场特性恶劣的关键因素,而对横磁触头间隙磁场特性几乎没有影响。     

真空断路器电磁瞬态仿真模型的研究与应用

由于真空断路器具有优良的开断和绝缘恢复性能，因此，可用来开断由于电弧不稳定而产生的高频电流。在一定的电网奈件下，在开断高频电流的过程中可能引起多次重燃和严重的过电压。本文的主要目的是用PSCAD建立真空断路器模型来展现断路器的真实特性。这个模型融合了燃弧时间、截流，介质恢复强度及断路器的熄弧能力等所有本质特性。采用开断实用的电炉用变压器来检验本文所开发的三相真空断路器的模型。并提供了检验结果。     

12kV真空断路器开断并联电抗器过电压抑制

为探明低电压等级真空电路器开断并联电抗器过电压的产生机理,分析了真空断路器开断电抗器的研究现状,经过理论分析和仿真研究,并对挂网运行的某12kV真空断路器开断并联电抗器进行了多次试验研究,利用ATP-EMTP搭建基于电弧重燃特性的真空断路器模块,并搭建真空断路器开断并联电抗器三相仿真模型。仿真结果和现场试验结果基本一致,得出:12kV真空断路器开断并联电抗器时,首开相重燃并产生高频电流,经三相间耦合导致后开相也产生高频电流,但并未导致后开相高频截流。首开相重燃造成电抗器侧首开相产生严重过电压,达到60kV(7.0 p.u),后开两相未发生重燃,过电压幅值较小。最后,提出基于相控断路器开断电抗器,可有效降低过电压幅值,避免或减小断路器重燃几率。     

真空断路器合分闸运动特性对短路电流开断的影响

分析了真空断路器合闸与分闸运动特性对短路电流开断的影响，为真空断路器的设计、调试提供理论依据，以便提高真空断路器的短路开断能力。     

大电流真空电弧的并联开断

以真空电弧理论为基础,讨论了真空断路器开断大故障电流的并联开断过程,分析了影响转移电流大小及其时间常数的诸因素,提出了利用真空断路器并联以提高其开断容量的方案,为国内真空开关生产厂家提供借鉴。     

融合连续过渡模型与Helmer模型的真空断路器开断模型研究

真空断路器广泛应用于中压等级电网中,在频繁操作场景下易出现过电压问题,而真空断路器的弧后暂态过程直接决定了其分断特性和过电压特征。为解决现有真空断路器模型难以同时对其弧后过程和高频特性仿真的问题,该文搭建了融合连续过渡模型和Helmer模型的真空断路器开断模型,并通过试验和计算确定其仿真参数。以切除35kV系统用并联电抗器为例,研究该真空断路器融合模型与连续过渡模型和Helmer模型计算结果的差异。结果表明,融合模型能够同时考虑弧后介质恢复过程中重击穿和冷间隙重击穿现象;其弧后参数计算与连续过渡模型基本一致,高频开断特性和Helmer模型较为接近。通过分析高频开断过程中的鞘层生长和重击穿情况,可以得到引起真空断路器高频重击穿的主要原因。该文仿真结果验证了所提出的真空断路器开断模型的准确性,可为真空断路器高频分断条件下的弧后鞘层发展分析和重击穿原因判断提供参考。     

中压混合式直流断路器真空短间隙介质恢复特性EI北大核心CSCD

为指导混合式断路器中真空开关与IGBT的智能配合策略,并提升IGBT的短脉冲开断裕量,对中压混合式直流断路器中真空短间隙的介质恢复特性进行了研究。分析了零电压型中压混合式直流断路器的工作原理,得到IGBT承担电流的时间取决于真空短间隙介质恢复特性的结论,采用等效实验方式搭建了真空短间隙介质恢复特性试验电路,利用脉冲电压测试电流转移完成后真空短间隙的介质恢复特性,研究了开距、电流幅值、电流下降率对真空介质恢复特性的影响。试验结果表明:在电流小于4 kA时,真空短间隙平均介质恢复速度主要由开距和电流下降率决定,并通过数据处理得到了真空短间隙的介质恢复特性的数学描述,为1.5~10 kV电压等级的中压混合式直流断路器快速可靠开断提供设计依据。     

真空断路器开断并联电抗器的三相建模

针对40.5 kV真空断路器开断并联电抗器的工况,为了消除现有仿真模型的不足,笔者简单综述了真空断路器开断感性小电流的仿真研究的现状,对一种型号的40.5 kV真空断路器进行了试验,得到其触头间介质动态绝缘强度曲线、高频电流熄灭判据和截流数据,并建立了断路器开断并联电抗器的三相仿真模型,同时考虑了三相间的耦合。应用ATP-EMTP软件进行了该型号真空断路器开断并联电抗器的三相仿真研究,并与现场试验结果进行了比对,仿真结果与试验结果大致相符。     

高电压真空断路器的技术进展

高电压真空断路器涉及高电压真空绝缘．大电流真空开断．额定电流与温升．机械特性．真空灭弧室外壳绝缘以及容性电流开断．小感性电流开断等诸多技术领域。具有高度的技术挑战性。     

机械式真空直流断路器弧后电流测量研究

机械式直流断路器弧后特性是表征其开断性能的重要参数.为获得直流开断过程中真空开关弧后电流峰值与时间、电流零点附近的di/dt、du/dt等影响规律,该文首先分析基于电流转移的机械式真空直流断路器弧后电流测量原理,设计机械式真空直流断路器弧后电流测量装置参数,搭建基于强迫过零方式的机械式直流开断实验平台,测量开断电流为1.5kA情况下机械式真空直流断路器弧后电流,讨论换向频率和恢复电压对弧后电流的影响.研究表明,基于电流转移的弧后电流测量装置可以有效测量弧后电流,弧后电流随着换向频率和恢复电压的增大而增大,恢复电压在相位上稍滞后弧后电流约100ns,且换向频率对弧后电流的影响大于恢复电压的影响,为断路器开断性能的优化研究提供了参考.     

Flexible dv/dt and di/dt control method for insulated gate power switches

Active gate control techniques are introduced in this paper for flexibly and independently controlling the dv/dt and di/dt of insulated gate power devices during hard-switching events. In the case of dv/dt control, the output voltage dv/dt can be controlled over a wide range by electronically adjusting the effective gate-to-drain (-collector) capacitance (i.e., Miller capacitance). For di/dt control, similar techniques are applied for electronically adjusting the output current di/dt over a wide range using voltage feedback from a small inductor connected in series with the switch's source (emitter) terminal. Both techniques are designed to maximize their compatibility with power module implementations that combine the power switch and its gate drive, including integrated circuit gate drives. Simulation and experimental results are included to verify the desirable performance characteristics of the presented dv/dt and di/dt control techniques.     

基于IGBT开关暂态过程建模的功率变流器电磁干扰频谱估计

开关器件在开通和关断暂态过程产生的高电压和电流变化（dv/dt和di/dt）是高频电磁干扰的主要来源.提出一种基于IGBT开关暂态过程建模优化的电磁干扰频谱估计方法,建立了IGBT行为特性模型,分阶段研究了IGBT开通和关断的动态过程,用分段线性化方法模拟电压和电流的暂态波形,将非线性的开通和关断特征用多段dv/dt和di/dt组合描述.文中提出的方法提高了电磁干扰预测频谱在高频段的准确度,实验结果验证了方法的正确性.     

可控避雷器中晶闸管阀电压和电流上升率仿真分析、试验检测及限制措施

晶闸管器件的断态（开断状态）电压上升率du/dt和通态（导通状态）电流上升率di/dt是决定可控金属氧化物避雷器（CMOA）晶闸管阀工作安全性的关键参数。以长治—南阳—荆门特高压交流试验示范工程为背景,对晶闸管阀中晶闸管器件需要承受的最大du/dt和di/dt进行了仿真计算,提出了技术要求,并给出了限值要求,即du/d...     

气吹灭弧室的斜坡电流开断特性研究

本文介绍了用斜坡电流方法进行SF_6气吹灭弧室的开断特性的研究,其等值条件是电流零点以前的下降斜率相等。与工频电流的开断相比较,以极限的(dv)/(dt)与(di)/(dt)关系表示的开断特性,以及零前若干微秒的电弧电导变化,在(di)/(dt)<20A/μs以下,即相当于工频电流半波里喷口没有出现严重堵塞的条件下,两种开断性能没有很大差别,简化的斜坡电流可以用以代替工频电流进行开断特性研究。但在喷口出现严重堵塞现象之后,工频电流开断特性恶化。     

驱动回路参数对碳化硅MOSFET开关瞬态过程的影响

在电力电子系统中,碳化硅(Si C)MOSFET的开关特性易受系统杂散参数的影响,表现为电磁能量脉冲形态属性的非理想特性,并进一步影响系统效率和可靠性。针对Si C MOSFET,首先分析控制脉冲、驱动脉冲及电磁能量脉冲三者间形态属性的关系,提取影响Si C MOSFET开关瞬态过程的关键参数,即开关过程中的dv/dt和di/dt。基于Si C MOSFET的开关过程,分析驱动回路参数对dv/dt和di/dt的影响,并通过PSpice仿真及搭建Si C MOSFET双脉冲测试实验平台进行分析和比较。在此基础上,对基于驱动回路参数的瞬态控制方法进行对比分析,为实际应用中对Si C MOSFET的开关特性改善提供重要的理论基础。     

电容器所能承受的脉冲电压斜率（续）

根据冲击大电流技术中的有关参数计算公式,推导了有机介质或无机介质(如云母纸)螺旋卷绕形电容器的dv/dt与电容器芯子(元件)的电极、介质、结构参数和性能的关系。同理,也可推导出其他电容器(如云母、陶瓷、电解)的dv/dt与电容器的电极、介质、结构参数和性能的关系。最后介绍了两种dv/dt试验电路及参数的选择与计算。     

电容器所能承受的脉冲电压斜率

根据冲击大电流技术中的有关参数计算公式,推导了有机介质或无机介质(如云母纸)螺旋卷绕形电容器的dv/dt与电容器芯子(元件)的电极、介质、结构参数和性能的关系。同理,也可推导出其他电容器(如云母、陶瓷、电解)的dv/dt与电容器的电极、介质、结构参数和性能的关系。最后介绍了两种dv/dt试验电路及参数的选择与计算。     

电容器所能承受的脉冲电压斜率(续)

根据冲击大电流技术中的有关参数计算公式,推导了有机介质或无机介质(如云母纸)螺旋卷绕形电容器的dv/dt与电容器芯子(元件)的电极、介质、结构参数和性能的关系。同理,也可推导出其他电容器(如云母、陶瓷、电解)的dv/dt与电容器的电极、介质、结构参数和性能的关系。最后介绍了两种dv/dt试验电路及参数的选择与计算。     

电容器所能承受的脉冲电压斜率

根据冲击大电流技术中的有关参数计算公式,推导了有机介质或无机介质(如云母纸)螺旋卷绕形电容器的dv/dt与电容器芯子(元件)的电极、介质、结构参数和性能的关系。同理,也可推导出其他电容器(如云母、陶瓷、电解)的dv/dt与电容器的电极、介质、结构参数和性能的关系。最后介绍了两种dv/dt试验电路及参数的选择与计算。     

新型混合型限流断路器在直流电力系统中的限流特性研究

针对直流电力系统高di/dt短路电流难以分断的问题,开展了基于高速斥力开关的混合型限流断路器在直流电力系统中的应用研究.对限流断路器的工作原理、参数设计以及高速斥力开关的动作特性进行了分析,采用EMTP仿真分析了限流断路器在不同短路电流上升率下的限流特性.仿真结果表明限流断路器可将预期100 kA、时间常数5 ms的直...