电感储能型高功率脉冲电源断路开关的最新发展

介绍了国内外电感储能（包括超导储能）高功率脉冲电源及断路开关的新近进展情况以及用功率电子器件或超导开关做断路开关的几种电路拓扑结构。     

超导电感储能高功率脉冲技术及其仿真研究

提出了利用超导磁储能系统(SMES)来提高电力系统稳定性、提供紧急备用电源和实现新概念武器脉冲电源的“一机三职”功能的基础上,研究了一种基于超导电感储能系统和超导开关的脉冲功率成形技术,探讨了超导脉冲功率技术需要解决的重要基础问题;并根据超导电感储能系统及超导开关特性,提出了超导磁体和超导开关的理想结构,设计了一种脉冲成形网络模型;通过控制外加电流触发超导开关失超来控制超导开关断路,实现高密度无损耗储能、可控脉冲整形,并在电阻负载下,进行了脉冲成形回路放电仿真实验,得到了较理想的脉冲功率输出。     

激光触发变磁超导断路开关和功率脉冲电源

为了实现超导环境下电感储能的快速释放,设计了一种基于Meissner效应的激光触发变磁超导断路开关,基于该断路开关的电感式功率脉冲电源采用外置工频供电常温充电器,采用LCC逆变电路,省去中间的高频变压器,逆变输出直接整流对中间储能电容充电、再由电容向超导电感放电储能的拓扑结构。首先进行变磁超导断路开关的结构设计,说明其基于Meissner效应的工作原理及进行影响断路性能的因素分析。之后利用有限元分析的方法,对超导薄膜失超前后开关内磁场分布进行仿真分析,并动态地模拟了耦合电感次级所获得的脉冲电流输出。在给出整个电感式功率脉冲电源系统的电路结构并简单分析了LCC逆变充电器的工作原理和参数选择方法后,对用固态开关模拟超导开关断开脉冲变压器初级最大电流而得到次级高压脉冲输出的工作进行了仿真和实验分析。结果表明,按所选取的参数,电源可实现前沿1.0μs、幅值30kV、脉宽(90%幅值)1.5μs的高压脉冲输出,重复工作频率可>2.5kHz;也可实现前沿8ns、幅值4.8kA的电流脉冲电流输出,充电器不仅实现了对中间储能电容的快速充电,而且稳态工作时的损耗不超过输入供电的5%。     

用于脉冲功率技术中的离子束断路开关

介绍用于真空储能装置中的离子束断路开关——IBOS。它是利用高速低密离子束代替低密中速等离子体融蚀断路开关“等离子体”而形成的,从而获得了更短的开断时间(<4ns)。     

超导技术在输变电方面的应用

本文就超导技术在输变电方面的研究现状和应用前景进行了综述。内容包括超导电缆、超导变压器、超导电感储能、超导限流器和超导开关。     

超导开关在超导磁体系统中的应用

随着低温和超导技术的发展,超导开关得到了广泛的应用。比如:在许多超导磁体系统中,要用超导开关与超导磁体闭环以持久电流的形式运行,来获得高稳定度的磁场~([1-4]);在超导电感储能系统中,要用超导开关来储存和释放电感中的能量~([5-8]);在某些超导磁体的保护装置中,用超导开关对超导磁体进行有效的保护~([9]);由两个超导开关组成的磁通泵     

新型电感储能型电磁炮脉冲电源拓扑

提出了一种用于电磁发射的电感储能型电磁炮脉冲电源拓扑。该拓扑中两储能电感充电时串联,放电时并联,以实现电流倍增。与meatgrinder电路相比,该电路两储能电感之间不需要磁耦合,具有设计简单灵活、容易制造的特点。为避免电感储能断路时断路开关出现过电压问题,用电容作为能量转换器件可实现开关的零电压断路。对该脉冲电源系统的工作原理进行了理论分析,搭建了小型实验系统,验证了该电源拓扑的可行性。以轨道炮为负载,对电感、电容参数对系统性能的影响进行了仿真分析,结果表明多个电源模块的并联运行能明显提高系统能量转换效率。     

电压型超导储能系统的统一直接功率控制方法

将PWM整流器的直接功率控制方法用于电压型超导储能系统的电压源型换流器,给出了新的开关矢量表,并提出了斩波器的直接功率控制方法。文中的电压源型换流器和斩波器的直接功率控制方法以有功功率为纽带,可对超导储能系统进行一体化的功率控制。仿真结果表明,该控制方法具有良好的控制性能,十分适用于电压型超导储能系统。     

Marx发生器驱动的电感储能型脉冲功率源

为研制电感储能型高功率脉冲源,实验研究了采用Marx发生器驱动电感储能-电爆炸丝断路开关的技术途径。研究表明,以等效电容1μF的Marx发生器作为能源,采用1.5μH的储能电感和上百根直径0.05mm、长560mm金属丝并联形成的断路开关,在Marx发生器等效输出电压>180kV时,可在约10Ω负载上输出峰值功率>40GW,能量传递效率>50%,脉宽近200ns,前沿约50ns的脉冲,从而证明该技术途径可较大幅度提高脉冲功率源的输出功率和能量传递效率。     

高功率Z-Pinch脉冲源技术的发展

概述了脉冲功率系统中的电容储能、电感储能和磁感应储能技术。基于直线型脉冲变压器（LTD）、电感储能（LES）、等离子体断路开关（POS）以及真空磁绝缘传输线（MITL）技术的低电感、模块化脉冲源将来可能作为基本的子模块应用于超大型高功率Z－Pinch装置。     

一种基于电感储能技术的紧凑型高功率脉冲源

基于电感储能技术 ,采用金属丝电爆炸断路开关 ,研制成功了紧凑型脉冲功率源 (其能量传输效率近 4 0 % ,体积约 0 3m3 )。它能在电阻负载上得到电流 >6 0kA、电压 >4 0 0kV、功率 >2 0GW的电脉冲 ,通过调节金属丝爆炸断路开关的长度、根数、直径、储能电感的大小、电容器的充电电压以及削尖开关中气体的压力等参数 ,在一定范围内容易实现同负载的阻抗匹配。     

软交换技术及其在电力系统中的应用

软交换技术是把呼叫控制功能从媒体网关中分离出来,通过服务器上的软件实现基本呼叫控制功能,它具有伸缩性强、接口标准、业务开放等特点,发展极为迅速。首先介绍了软交换网络的层次结构及其功能协议,分析了电力行业目前的主要需求,在此基础上提出来了将软交换技术应用在电力系统中的设想,并给出了其在电力通信网中的应用模型,着重介绍了软交换技术在电力调度和电力行政长途电话网中的应用,最后对其应用于电力系统中的优点进行了探讨。     

智能控制与保护开关在农网配电系统中的应用

智能控制与保护开关采用了动态开距、单一结构技术,使额定电流扩展到400 A以上,增加了剩余电流保护功能,应用于农网综合配电箱的配电保护。该开关具有体积小、多功能、分断能力高、飞弧小、节能、结构简单和可靠性高等一系列优点,是实施配电网智能化的一种理想开关电器。     

空线操作过电压抑制的新方法

线路空载或带负荷正常运行时较为稳定,但线路出现瞬时故障如雷击等,开关动作跳闸,后动作的开关等于开断空载线路,由于开断时刻线路对地电容储存电荷的作用,使开关触头多次击穿重燃,引发操作过电压波及整个电网。提出泄放吸收开断时刻线路对地电容储存电荷,从源头防止线路操作过电压的产生,消除线路操作过电压对系统危害。     

一种新型斥力开关的设计及温升试验

设计了一种额定通流3kA的新型高速斥力开关。试验表明,设计的新型斥力开关能在230txs内实现触头分离,保证了电网对保护开关快速限流分断的要求;同时,斥力开关通过直流3kA的触头压降为27mV,温升试验验证了开关触头结构设计的合理性。     

基于IGBT开关的超导电感脉冲输出实验研究

为实现高温超导电感脉冲功率输出,在对多种断路开关特性比较的基础上,提出了基于IGBT开关的超导电感模块化脉冲输出方案。在该方案的基础上建成了一套基于IGBT开关的脉冲输出回路,利用实验室的高温超导磁体进行了一系列的试验,最终在负载上得到峰值约为40 A,上升沿约为200μs的单电感放电脉冲波形和多电感放电叠加的脉冲波形。试验结果表明,用IGBT作为断路开关控制磁体能量以实现脉冲功率输出的技术方案是可行的。     

A heuristic method for feeder reconfiguration and service restoration in distribution networks

A sequential switch opening method is proposed for minimum loss feeder reconfiguration in this paper. The algorithm is further extended for service restoration. The method is based on the branch power flow rather than the current flow as reported in earlier methods. The final algorithm arrives at opening of a branch in a loop carrying minimum resistive power flow to make the network radial causing minimum loss. The test results reveal that the proposed method yields optimal configuration with reduced computation burden and better restoration plan.     

基于全控型电力电子器件的强制换流型混合直流断路器

基于全控型电力电子器件的强制换流型混合直流断路器,在辅助换流电路分断过程中,缓冲电容放电会影响机械开关分断时间;当主断路器完成分断动作,线路能量仅仅依靠避雷器释放,避雷器投入费用较高,能量释放过程较慢,容易造成器件损坏,并影响避雷器使用寿命。提出一种强制换流型混合直流断路器方案,分析了该断路器工作原理,通过对比仿真验证了该方案的可行性。与传统基于全控型器件的强制换流型混合断路器相比,其在实现电流双向流动的同时全控型器件减半;阻止了缓冲电容放电对机械开关动作时间的影响;引入接地引流二极管,可使线路电流尽快减少到零。