带反电势负载的三相发电机整流系统直流脉动分析

目前应用广泛的交流发电机整流系统向负载供电时，通常在直流侧带反电动势和RC滤波器以改善直流输出电压的谐波特性。该文基于d-q坐标系下同步发电机的基本磁链和电压方程，经过合理的简化处理，建立了三相交流发电机整流系统的等效电路模型，把交流电机看作带内部阻抗的正弦电压源。利用整流器开关函数导出了直流输出电压的数学模型，引入直流电压脉动系数的定义来描述输出电压的特性。通过实验研究分析了带RC滤波器和反电动势负载时输出电压的谐波及脉动系数，与计算结果对比验证了文中方法的正确性。     

±1100kV直流系统整流侧交流滤波器断路器开断时负荷特性研究

目前中国正在规划设计的首个±1100 kV特高压直流输电工程的整流侧拟采用750 kV交流系统供电,由于特高压直流系统的工作特点,在整流侧750 kV交流系统预配置大容量的滤波、无功补偿装置,因该装置持续工作电压高、容量大,因此必须对750 kV滤波、无功补偿装置分合闸操作中断路器的电负荷以及无功分组容量对断路器电负荷的影响进行研究。笔者以该工程为背景,利用EMTDC/PSCAD程序研究了整流侧750 kV交流滤波器用断路器在多种不同工况下的开断负荷。计算分析了不同运行方式、不同工况下切除交流滤波器时断路器的开断电流、断口恢复电压等,研究了交流滤波器不同分组容量下断路器的开断负荷特性,计算结果可为该直流系统整流站滤波器的分组设计和断路器选型提供参考依据。     

三相同步发电机供交直流混合负载时交流电压波形的畸变

在舰船上可利用三相同步发电机同时向交流负载和直流负载供电。在这种供电系统中，整流电源换相引起的交流电压波形畸变是一个很重要的问题。本文对的三相同步发电机直接整流或经变压器整流时的交流侧电压波形进行了傅氏级数分解，对电压波形正弦性畸变率的计算公式及其影响因素进行了推导和分析。     

基于超级电容有轨电车的充电装置控制研究

超级电容快速储能技术在短时大功率应用中有较好的技术经济性,非常适用于新型有轨电车储能。针对有轨电车充电装置整流器采用传统多脉波整流技术导致的整流器输入侧交流电压畸变、交流电流谐波含量高,直流母线电压纹波大,功率因数不可控等问题,提出采用脉宽调制(PWM)整流方式。该整流方式具有功率因数高,谐波含量低等优点,采用电压-电流双闭环与电压前馈相结合的控制策略,来抑制直流母线电压在超级电容接入瞬间引起的波动。通过设计LCL滤波来吸收整流器交流侧的电流谐波,并推导了LCL滤波器的计算公式。系统仿真和实验证实了该控制的有效性。     

一种新颖的零电压开关PWM组合式三电平变换器

该文提出一种新颖的零电压开关组合式直流三电平变换器,它实质上是由半桥三电平变换器和全桥变换器组合而成.该变换器所有开关管的电压应力均为输入电压的一半,特别适用于高压输入场合;其输出整流电压交流分量很小,可以大大减小输出滤波器的体积,提高变换器的动态性能;其输入电流脉动很小,可以减小输入滤波器;此外,该变换器可以在三电平和两电平两种模式下工作,输入整流二极管电压应力小,适合于宽范围输入电压场合.该文介绍了该变换器的工作原理及其特性,并给出实验结果.     

汽轮发电机中静止励磁轴电压的分析与抑制

采用静止励磁的大型汽轮发电机,整流输出的共模电压施加在轴系对地电容上,产生一种交流轴电压。该轴电压大于20 V时,容易击穿油膜,产生电腐蚀,严重损伤轴承。为了抑制这种轴电压,提出了一种对称互补RC模块的方法。该模块由转子汽机端、励磁端无源RC接地电路与整流输出侧的对称滤波器构成。汽机端RC接地电路主要消除直流和低频轴电压;励磁端RC电路主要抑制高频轴电压脉冲。当接地电刷故障时,对称滤波器起后备保护作用,综合运用可以将各种轴电压降低到无害水平。通过对一台 600 MW汽轮发电机励磁系统和轴系建模仿真,将采取不同防范措施后的仿真结果进行对比分析,验证了该方法的有效性和可靠性。     

基于MMC拓扑的混合型滤波器设计及其在LCC-HVDC中的应用

针对传统无源滤波器占地面积大、易与交流电网阻抗引发串并联谐振等固有问题,提出一种适用于基于电网换相换流器的高压直流输电(LCC-HVDC)系统交流侧滤波的混合型滤波器。该混合型滤波器的无源滤波部分与有源滤波部分串联后与电网并联,其中无源滤波部分为传统的双调谐滤波器,有源滤波部分基于模块化多电平换流器(MMC)拓扑结构。分析了有源滤波部分的输出电压控制增益、交流电网等效阻抗对混合型滤波器滤波性能的影响,利用根轨迹法确定了增益的取值范围。最后在Cigre模型的整流侧完成仿真验证。结果表明,该混合型滤波器能够减少传统无源滤波器的占地面积,具有良好的滤波效果及较强的鲁棒性,能实现换流站无功功率的全补偿。     

六相永磁同步发电机的整流稳压电路仿真

针对六相永磁同步发电机励磁不可调,转速的变化和负载电流的变化都将造成输出电压不稳定的缺点,对六相永磁同步发电机发出的六相交流电采用带平衡电抗器的双三相全控桥并联的开关式稳压整流电路进行整流,控制方式采用闭环控制,使得整流输出直流电压恒定,不随着发电机转速和负载电流的变化而变化.利用Matlab的Simulink和PSB两个工具箱建立了六相永磁同步发电机的整流稳压电路仿真模型对该整流电路进行了仿真.仿真结果表明该稳压整流电路输出直流电压值不随发电机输出电压变化而变化,负载电压稳定时间快、无尖峰、脉动小.     

渝鄂背靠背柔直和龙政直流的附加频率协调控制

针对渝鄂背靠背柔性直流和龙政直流互联的输电系统,提出了柔性直流和常规直流的附加频率协调控制策略。该策略通过柔直逆变站和常规直流整流站的频率-有功功率附加频率控制器的合理投退,改善柔直送受端电网的频率稳定性;设计了柔直逆变站的频率-无功功率附加频率控制器,进一步改善系统频率暂态特性。针对常规直流整流站在调频过程中无功功率波动和交流滤波器频繁投切问题,设计了柔直逆变站的电压-无功功率附加无功功率控制器,减小常规直流交流滤波器的投切数量,改善调频过程中电网的电压稳定性。最后,在MATLAB/Simulink中搭建实际电网等值模型,通过仿真验证了附加频率协调控制策略的有效性和适应性。     

一种新型的高压直流输电系统交流侧谐波电压测量方法

准确有效地进行高压直流输电系统交流侧谐波电压测量是掌握直流输电系统实时运行状况,研究分析交流滤波器设计正确性、有效性的重要前提和依据,该文提出一种新颖的高压直流输电系统交流侧谐波电压的测量方法,以解决目前缺乏高性价比高压谐波电压测量手段的问题。该方法测量流过交流侧滤波器各支路的电流,根据对电流的谐波分析结果,结合滤波器的元件参数或已知的阻抗?频率特性,即可简单方便地计算得到交流侧的谐波电压。该方法仅需在传统交流滤波器的基础上进行简单改造即可实现,测量电压谐波精度高,扩展了交流滤波器的功能。给出该方案的原理和谐波电压的计算方法,对利用不同滤波器进行谐波电压测量的性能进行比较,研究滤波器参数变化和电流传感器测量精度对谐波电压测量结果的影响。通过仿真计算验证所提出方法的正确性和有效性。     

三相全控整流桥的准动态模型

随着大型同步发电机自并激励磁系统的推广应用,三相全控整流桥做为励磁系统的重要部件,其模型误差对电力系统稳定性数字仿真结果有重要影响。三相全控整流板的传统平均值模型不能反映控制角变化时整流桥的非线性动态电压输出,特别是在电力系统故障,输出电压频繁大幅度调整时,模型误差将被显著放大。该文在计算耗时支出较小的前提下,提出基于仿真步长的电压源-变压器-三相全控整流桥的动态模型;即：先对三相全控整流桥触发脉冲形成环节进行模拟,求出触发时刻,再对应计算出整流桥输出在一个机-电互动仿真步长上的平均值,使其反映整流器开放角,换弧过程和电源电压对整流器输出电压的动态影响,从而消除了模型在这个应用范围内的模型误差。该模型可在一个数字仿真步长上反映整流器开放角由大到小变化时的输出电压纹波以及换弧过程对整流器输出电压的动态影响。该模型耕时少,可以用于电力系统稳定性分析和励磁系统控制方式的研究,以及电力系统稳定器PSS的设计和整定计算验证。     

Compensation of power factor in rectifier systems utilized in oildrilling rigs

A detailed analysis of the power factor in three-phase rectifier systems utilized in oil drilling rigs is presented and the use of the thyristor controlled reactor/fixed capacitor as a solution to improve the power factor in these systems is proposed. The input/output mathematical models for the conventional full-bridge and modified converter for all firing angles and various types of load are presented. Advantages of utilizing the power factor compensation in oil drilling rigs, such as fuel and maintenance costs savings, the possibility of turning off one or more prime movers, and improvement in the diesel engine loading characteristics are shown. The study was primarily developed for power-factor correction in oil drilling rigs but can be used in most industrial three-phase controlled rectifier systems     

考虑阻抗双解现象的可控串补模式切换控制方法

可控串联补偿(thyristor controlled series capacitor,TCSC)的模式切换对电力系统的稳定控制具有重要意义。TCSC阻抗双解现象的存在对其模式切换提出了更高的要求,单一改变触发角的方法无法实现模式切换。在考虑阻抗双解现象影响的基础上,提出了一套相应的TCSC模式切换控制方法。通过强制晶闸管支路电流与线路电流同步,实现由容性区到Bypass模式的切换;在由容性区到感性微调模式切换的过程中提出了晶闸管条件触发的方法,即当线路电流和电容电压满足同向条件时晶闸管才触发导通。同时为及时向切换控制提供线路电流同步信号,提出了一种预测电流过零的新方法。数字仿真及动模实验结果表明,提出的切换方法能使切换过程平稳迅速,且动态特性良好。     

大功率电力电子联合试验装置高电压回路的电源研究

对于大功率阀的运行试验,目前多采用联合试验装置代替传统的背靠背试验回路.当选用3相全控整流桥做为试验装置电源电路的核心部件后,其数学模型、工作状态虽类似于整流桥,但又不能直接套用.文中给出了联合试验装置高电压回路电源电路的拓扑结构和工作原理;利用含直流的电磁暂态仿真定性分析了两种不同的补能方式;给出了补能电流连续方式下的数学模型;结合工程实际给出了参数的计算结果和关键参数的确定原则.为三相全控桥带时变负载的分析提出了一种实用方法.     

人工神经网络在电能质量调节器中的应用仿真研究

运用人工神经网络控制模式和一种新型控制算法,设计了一种可同时补偿无功和抑制谐波的并联有源电力滤波器.经MATLAB仿真,结果证明,所提出的有源电力滤波器控制技术及其控制算法,对消除谐波和补偿无功电流起到了更好的作用.     

高岭背靠背工程换流阀电气设计

高压直流背靠背工程的主要用途就是使不同电压等级和频率的两大交流系统联网,其中换流阀是换流站中的主要设备,它的作用是把交流电力变换成直流电力,或者实现逆变换.针对高岭背靠背工程±125 kV换流阀电气设计主参数要求,依据换流阀技术规范,通过模拟仿真分析计算,优化了的晶闸管参数,计算出单阀晶闸管串联数、阻尼电阻、阻尼电容、...     

励磁系统故障导致跳机事故的分析

从励磁系统故障现象,发变组保护动作行为对一起跳机事故进行逐一论证,得出故障是由于整流柜脉冲变压器耐压等级低导致绝缘击穿,从而使整流柜可控硅触发脉冲混乱,整流柜失控;此次事故还暴露出发变组保护失磁t4出口动作方式不当,DCS交流主电源供电不稳等问题,并针对这些问题采取相应的改进措施。     

基于支持向量机的电力电子电路故障诊断技术

提出一种利用小波包分析获取电力电子电路故障特征和基于支持向量机状态分类的电力电子电路故障诊断方法。首先讨论小波包故障信号特征提取和支持向量机(support vector machine,SVM)的多值分类算法,重点研究一种改进的支持向量机的"一对多"故障分类算法,实现对十二脉波可控整流电路中晶闸管断路故障的诊断。实验结果分析表明,该方法能准确对电力电子电路进行诊断和故障元定位、诊断精度高,该方法在解决电力电子电路故障诊断问题上有着很好的实用价值和应用前景。     

晶闸管整流机组在电解铝应用中的可靠性分析

介绍了晶闸管整流机组的组成;分析了晶闸管整流机组在稳流精度、整流效率、完善的过流保护、无载分闸、控制灵活、操作简单等方面的突出优点;阐述了由于同步信号电压、自动调节系统和触发器、晶闸管和快速熔断器的设计不当的缺陷,以及制造工艺差和维护不当等导致整流器事故频发,降低可靠性的原因.说明其在电解铝应用中的高可靠性性能.而不规范的招标和恶性市场竞争必然降低可靠性.     

A fault diagnosis method for three-phase rectifiers

In this article, we proposed a novel method based on principal component analysis and support vector machines was presented for fault diagnosis of three-phase rectifiers, in which the principal component analysis of fault signal is used to extract the features corresponding to various fault, then fault types are identified through the pattern recognition classifier based on support vector machines. The simulation result of fault diagnosis of a thyristor in a three-phase full-bridge controlled rectifier shows that the method can make an accurate identification of fault types as well as the location of the fault elements for power electronics circuits, and it has an excellent performance for noise robustness and calculation complexity. Therefore, it is quite practically valuable in the solution to the fault problems for power electronics rectifiers.