直流输电换流阀阻尼系统特性研究

直流换流阀阻尼系统由饱和电抗器铁心电阻和晶闸管级阻尼电阻2部分组成。该文提出了饱和电抗器动态电感和铁心电阻分析计算方法,建立了铁心电阻与磁通密度的函数关系及饱和电抗器等值电路模型。通过对高频电压源激励下端口伏安特性理论计算结果与试验测试结果对比,验证了模型的正确性。提出了阻尼系统抑制振荡电流性能分析方法,给出了晶闸管第1个电流波谷值处于局部极限值的阻尼系统配置方案;分析了阻尼系统冲击电压下辅助限制过电压性能;提出了阻尼系统损耗计算方法,研究了换流阀不同运行状态下的损耗性能。     

直流换流阀阻尼电阻脉冲功率试验方法研究

阻尼电阻作为直流换流阀的核心部件之一,其电气性能也直接决定了换流阀的可靠性.分析了阻尼电阻在换流阀实际运行中经受的电气应力以及产生的功率损耗.在此基础上,采用等效模拟的思想研究了对阻尼电阻稳态和暂态脉冲功率进行试验的方法.结合试验方法,提出了基于重频充电原理的试验电路拓扑,阐述了试验电路的工作方式,并进行了电路仿真波形的分析,最后用所研制样机验证了设计的合理性.     

高压直流工程换流阀宽频建模研究

电压分布性能是高压直流输电换流阀的重要电气特性之一,而换流阀的杂散电容参数的存在严重影响换流阀系统过电压分布的均匀性,尤其是速变电压下阀内电压分布的不均匀性.根据现场测试的换流阀杂散参数,建立换流阀的宽频电路等效模型;其次,利用仿真模拟施加雷电冲击等过电压,研究换流阀在速变电压时的电压分布特性,进一步分析影响换流阀过电...     

换流阀阻尼电容器等效温升试验及寿命评估

阻尼电容器是换流阀内核心元件,有效评估其运行寿命,对换流阀状态评估及阻尼电容器国产化研究具有重要意义。首先,文中结合换流阀阻尼电容器应用原理,提出多频率点等效温升试验方法,通过等效计算阻尼电容器实际工作时的损耗、灵活选择试验时的频率和电流,准确评估阻尼电容器实际运行时内部温度及热阻。然后,综合考虑换流阀阻尼电容器实际运行环境及工作温度,分析寿命影响因子,并在经典寿命预测模型基础上,提出老化试验与曲线拟合相结合的改进寿命预测方法,该方法能够缩短试验时长、节约试验成本。最后,结合实际工程参数分析电容器运行时的内部温升及热阻,进一步在寿命预测试验中评估试品阻尼电容器的预期寿命,所得结果满足特高压直流工程要求。     

高压直流换流阀冷却水系统优化措施

高压直流换流阀冷却水系统的优化对于我国高压直流输电发展具有重要意义.文章首先对高压直流换流阀 冷却水系统优化背景作出简要阐述,然后对阀冷却水系统予以说明,最后结合实际情况,对高压直流换流阀冷却水系 统故障及隐患,提出几点高压直流换流阀冷却水系统优化措施,希望可以对业内起到一定参考作用。     

高压直流换流阀用饱和电抗器性能研究

随着高压直流输电换流阀自主化的推进,换流阀饱和电抗器逐步实现了国产化并在工程中应用。为了进一步研究换流阀饱和电抗器的性能,文中结合某型式的±500 kV换流阀饱和电抗器,对饱和电抗器的水压耐受能力、直流损耗、饱和特性、温升水平、故障电流耐受能力及冲击电压下的阻抗特性等进行了研究,并将国产和进口饱和电抗器的各项性能进行了对比。结果显示,目前国产饱和电抗器的性能与进口电抗器并无差异,且部分性能指标优于进口电抗器,这既是国内厂家依托工程逐步提高的结果,也表明该型式的国产饱和电抗器的整体性能已达到国际先进水平,研究结果对后续特高压换流阀饱和电抗器的研制具有指导和借鉴意义。     

锦屏—苏南±800kV特高压直流工程晶闸管换流阀

换流阀是特高压直流输电工程中主要关键设备,其设计的可靠性直接影响直流系统的安全可靠运行。文中介绍了锦屏—苏南±800 kV特高压直流工程晶闸管换流阀主要技术参数。主要从电压应力、电流应力、水冷系统、晶闸管参数4个方面和先前投运的向家坝—上海±800 kV特高压直流工程晶闸管换流阀进行了对比分析。验证了锦屏—苏南特高压直流工程晶闸管换流阀整体性能比向家坝—上海±800 kV直流工程有所提升,可以长期安全可靠运行;同时也为后续±800 kV特高压直流工程换流阀的设计和制造奠定了良好的基础。     

高压直流换流阀器件高频建模

高压直流(HVDC)换流站电磁干扰主要由阀体内的晶闸管在周期性的导通和关断过程中产生,该干扰中的高频分量通过辐射和传导两种形式会对换流站内的通信设备、计算机和载波系统操作等产生影响.所以,建立换流阀高频电路模型对该干扰进行预测,研究其时频特性是进行干扰机理分析的前提条件.本文对HVDC阀体内的晶闸管、阻容吸收电路和饱和电抗器的阻抗频率特性进行了测量(频率范围:100kHz～50MHz),在此基础上,通过矢量匹配方法对测量所得的离散点进行有理函数逼近,基于阻抗综合理论建立了阀体主要器件的高频等效电路.该电路能够直接应用于EMTP和PSCAD进行仿真,可为换流站内其他设备的抗干扰度以及阀厅屏蔽设计提供可靠依据.仿真结果和测量结果的比较,验证了本文建模方法的正确性.     

高压直流输电换流阀控制系统故障研究

换流阀控制系统是高压直流输电的核心设备,对整个系统的安全稳定运行起着至关重要的作用。在对换流阀控制系统结构与功能进行详细介绍的基础上,以一起典型的因阀控系统故障导致直流单极闭锁停运事故为例进行了深入分析研究,为提高其运维管理水平提供参考。     

高压柔性直流换流阀工业设计

为提升柔性直流换流阀的产品质量和附加值,研究其工业设计方法具有重要意义。分析±320 kV柔性直流换流阀子模块、阀模块、阀塔的设计方案,从功能、结构、造型、人机、装配、成本、涂装等方面提出合理的设计方法。采用技术和设计并行的设计流程,基于功能和人机工程学的“减法”设计方法对±500 kV换流阀进行工业设计创新,通过分析与实验验证,设计方案应用于工程样机。通过对比分析总结出的工业设计方案,可以从知识角度保证设计方案具有更优的质量;同时将工业设计融入高新技术研发过程,对产品设计创新和新技术产业化具有重要影响力。     

高压柔性直流换流阀工业设计

为提升柔性直流换流阀的产品质量和附加值,研究其工业设计方法具有重要意义。分析±320 kV柔性直流换流阀子模块、阀模块、阀塔的设计方案,从功能、结构、造型、人机、装配、成本、涂装等方面提出合理的设计方法。采用技术和设计并行的设计流程,基于功能和人机工程学的“减法”设计方法对±500 kV换流阀进行工业设计创新,通过分析与实验验证,设计方案应用于工程样机。通过对比分析总结出的工业设计方案,可以从知识角度保证设计方案具有更优的质量;同时将工业设计融入高新技术研发过程,对产品设计创新和新技术产业化具有重要影响力。     

直流输电换流阀晶闸管级阻尼与均压元件快速检测方法

换流阀是直流输电的核心设备,需要定期对其晶闸管级阻尼与均压元件参数进行测量检测。由于换流阀的晶闸管数量众多,传统的检测方法效率低且存在一定安全隐患。文中提出了一种新的检测方法,可以在晶闸管级阻尼与均压元件不解开接线的情况下,在晶闸管级两端施加不同频率的电压信号,生成电路网络方程组,采用加权最小二乘法求解元件参数值。所提方法应用于3种技术路线换流阀的晶闸管级阻尼与均压元件参数的快速检测。仿真和现场实测结果验证了所提检测方法简单、高效且准确度高,能够满足工程应用要求。     

换流站交、直流滤波器高压电容器的选型及设计

从高压电容器元件材料选择、电容器制造工艺和电容器运行的电力系统条件等角度出发,提出了高压直流换流站交流及直流滤波器高压电容器选型及设计的原则。     

应用于微逆变器的高增益DC/DC变换器设计

在光伏发电微逆变器模块中,针对传统高增益DC/DC变换器体积较大、功率器件电压应力高、电压增益仍然有限的不足,提出了一种新型的非隔离型高增益DC/DC变换器,有效克服了上述缺点。文中讨论了该变换器在连续与断续工作模式下的工作模态,分析了其稳态工作原理,并给出了其电压增益及外特性曲线。与一些常见的高增益DC/DC变换器在电压增益、电压应力和电感电流等方面进行了对比,最后根据所提出的变换器,设计并制作了一台200W原理样机,实验结果证实了理论分析的正确性。     

集合式高电压并联电容器设计探讨

集合式高压并联电容器与框架式并联电容器相比具有占地面积小、便于安装、维护方便、使用寿命长、运行费用低等特点,对大型变电站及土地面积昂贵的使用部门有着特殊的应用价值.但相较于框架式电容器,集合式电容器在出现故障时需要返厂进行处理.如何避免运行中的集合式并联电容器故障导致电网停运故障,需要生产出更加可靠的集合式电容器产品,作者结合多年的设计、工艺与生产经验,对集合式高电压并联电容器的设计、改进以及生产集合式产品的经验进行分析总结.     

天广HVDC换流阀阻尼电容器加速老化试验及使用寿命研究

阻尼电容器是HVDC换流阀内关键组成元器件,可实现晶闸管开通、关断和截止等不同状态下的动态和静态均压,吸收阀端过电压,降低晶闸管器件参数一致性要求,使不同参数的晶闸管串联使用成为可能.阻尼电容器采用自愈式电容器,自愈现象持续发生,电容值持续下降的同时损耗角正切值不断增加.随着使用年限增加,阻尼电容器老化直至失效,进而导致阀串分压不均、器件过载甚至阀体损坏的严重后果.本文通过研究换流阀阻容电容器老化机理,提出了换流阀阻尼电容器加速老化试验方案及试验数据的处理建议,在不改变试品失效机理和不增加新失效因子前提下,提高试验应力(电压、温度),加速试品失效进程,再根据试验数据,确定寿命模型中的待定参数,进而估算出试品在实际使用应力下的预期使用寿命.     

基于旋转电容的直流电网软开关DC-DC变换器设计

作为连接不同电压等级直流母线的关键设备之一,DC-DC变换器转换效率的提高对于建立直流电网有重要意义。为了降低大功率软开关DC-DC变换器的体积和质量,基于旋转电容构造了一种能够实现功率器件零电流关断的非隔离型双向DC/DC变换器。介绍了变换器的电路拓扑结构;分析了不同模式下的稳态工作过程;设计了器件的具体参数及控制方案并研究了变换器的损耗特性;最后,在Matlab/Simulink中搭载仿真模型,验证了设计方案和控制策略的正确性。结果表明,所设计的变换器能够实现开关管和二极管的零电流关断,具有较高的转换效率。     

一种适用于高压输出的软开关多谐振直流变流器

将倍压整流技术和LLC多谐振变流器结合起来,构造出倍压整流LLC多谐振变流器.该变流器的变压器结构简单,副边只需要一个绕组;输出电容电压应力是输出电压的一半,无需额外的均压电路;只需要两个整流二极管,二极管的电压应力等于输出电压,电流应力等于输出电流,所以该变流器非常适合用于高压输出中小功率的DC/DC电源.另外,该变流器的所有功率半导体器件都工作于软开关状态,所以适用于高频高功率密度的场合.详细分析了该变流器的工作原理,软开关过程,输出电容的自动均压机理,并给出了关键的参数设计方法,采用该变流器技术的500V输出直流电源的实验结果验证了以上分析的正确性,满载效率达92.3%.     

高输入输出变比DC/DC变换器研究

在输入输出变比较高的DC/DC变换场合,两级式变换器比单级式变换器具有更大的优势。研究了一种Buck+倍流整流不对称半桥的电路拓扑,阐述了该两级式拓扑的优点和控制方法。通过合理选取前级Buck电路的输出电压和对后级不对称半桥占空比的优化设计,使不对称半桥工作在功率均匀分配及实现ZVS的最佳状态,提高了两级变换的效率。基于上述分析,采用该拓扑结构试制了一台功率1kW,200～400V输入、24V输出的原理样机,并给出了实验结果。