基于真空触发开关的合成关合试验回路及其控制策略

概括了断路器关合短路电流时由预燃弧阶段开始的物理过程,对比了触发火花间隙和真空触发开关用作快速关合装置时的触发特性,提出了一种在全电压条件下进行合成关合的试验回路。对全电压条件下进行合成关合试验时,外施电压相位控制、外施电压与关合电流相位差要求进行了分析,并提出了相应的控制策略和解决方法:对影响控制准确度的主要因素进行了分析。     

全电压关合试验的控制策略及其实现

与国外大功率试验室相比,我国的现有高压试验水平还相对落后.针对国内各大电力试验站的现有设备状况和试验条件,提出了以真空触发开关作为电流源快速关合装置的合成关合试验回路.重点阐述了关合试验中的控制策略及其实现,并对试品合闸相位、合闸时间分散性和预击穿特性等影响控制精度的主要因素进行了分析.该试验回路可以进行126～252kV/63kA全电压合成关合试验.     

126kV单断口真空断路器全电压关合试验研究

笔者旨在通过试验研究126 kV单断口真空断路器在全电压关合过程中出现的一种新现象,即关合过程中自电压跌落至大电流引入期间,出现预击穿电弧自熄灭、触头间隙多次击穿且电流引入时间呈波动性大现象。采用合成试验方法与直接试验方法分别对126 kV真空断路器进行全电压关合试验,OP2(a)和T100(a)。采用合成回路试验方法进行试验时,采用了两种关合装置。试验结果表明:采用合成试验回路进行全电压关合试验时,关合装置的时延远远大于300μs,不能满足IEC 62271-100—2008标准对高压合成关合试验的要求,且关合过程中触头间隙发生多次预击穿现象;采用直接试验回路进行全电压关合试验时,触头间隙同样会发生多次预击穿现象,且电流引入时间具有不稳定性(200⁸00μs),这是高压真空断路器本身特性决定的。     

3.6～40.5 kV断路器容性负载开合试验回路研究

高压断路器(尤其是真空断路器)开合容性电流时,会产生电压和电流的暂态现象,可能导致很高的过电压和关合涌流,甚至会导致重击穿对电网造成严重威胁.对电容性负载的使用工况进行了分析,设计了适用于3.6～40.5 kV电压等级的试验回路以满足该电压等级的开关试验,并探讨了高压断路器容性电流开合试验方法.该试验回路在大容量试验室...     

高压断路器三相全电压关合合成试验回路研究

文中对国家标准《GB 1984—2014高压交流断路器》及《GB/T 4473—2008高压交流断路器的合成试验》、国际短路试验联盟STL导则中关于三相全电压关合的内容进行了解读,通过对直接试验回路中三相全电压关合过程进行模拟明确关合过程中断路器两端电压和电流波形的变化,对两种合成关合试验回路进行模拟分析并比较,提出了一种便于实现且等价性较好的三相全电压关合试验回路。结果表明该回路与目前标准推荐回路相比,实现难度较小,笔者推荐实验室可选择该试验回路。     

大功率并联电流源变流器五电平特定谐波消除法

随着电压和功率等级的不断提高,并联电流源拓扑被广泛应用于中压大功率电流源系统的扩容.为解决并联电流源系统中直流桥臂电流不均衡和共模电压过高这2个问题,提出了一种应用于大功率并联电流源的五电平特定谐波消除(5L-SHE)调制方法,同时实现了直流桥臂电流的均衡控制和共模电压的抑制,并且保证了在较低开关频率下并网电流的电能质量.首先,按照脉宽调制(PWM)电流模长的不同将开关状态进行分类,并计算每个开关状态所对应的共模电压大小;其次,在分析冗余开关状态对直流桥臂电流均流影响的基础上建立了均流控制策略;再次,以共模电压较低的开关状态构建5L-SHE波形,并依据均流策略对冗余开关状态进行合理挑选.最后,通过仿真和实验验证了所提方法的有效性.     

基于DSP的同步开关用选相控制器设计与实现

同步开关(相控开关)具有能够控制线路电压或者电流在期望的相位进行关合和开断的能力。以DSP为处理核心,设计了一套同步开关用的选相控制器,阐述了选相控制器在整个同步开关开合技术中的应用,介绍了各硬件模块的功能特性,利用选相控制器结合软件以及开关本体实现了对同步开关的选相分合闸的控制,试验测试表明,在不同温度下对小电流进行分闸和合闸操作,其选相控制精度在±0.5ms之内,验证了同步开关用选相控制器设计方案的可行性和正确性。     

高压断路器合成关合试验要求及其关合性能的研究

根据对国际电工委员会(IEC)制定的高压断路器关合试验标准的理解,对相控关合试验的相关要求进行了探讨, 包括试品开关上所加负荷情况以及试验方法和替代试验方法,详细分析了断路器由预击穿燃弧开始的短路关合过程, 引入了绝缘强度下降率及其变化率(即以外施电压波形最大斜率为基准的相对合闸速度),并分析了该变化率取不同值时关合过程中断路器所受的负荷情况(包括预燃弧时间、预燃弧能量及电动力等)及其表现出来的关合性能。分析结果对相控关合试验具有一定的指导意义。     

合成快速关合试验用有源触发装置的研究

以国际电工委员会(IEC)和中国关于高压断路器合成试验的相关标准为依据,笔者提出了一种基于有源触发快速合成关合试验回路,分析了试验过程,解决了合成关合试验的技术难点,介绍了三球双间隙点火均压回路结构特点,充分体现其安全可靠和稳定的性能。有源触发回路具有快速及时、点火功率大和抗干扰能力强的特点,对回路调试过程中碰到的技术问题进行归纳,并提出解决方法,回路建成后成功完成了多个电压等级的全电压关合试验,给出短路额定参数126 kV/40 k A六氟化硫断路器的合成关合试验结果。     

测试用低频正弦电流源的设计与实现

为了满足测试用激励源的要求,提出并实现了一种由预调节开关电压源、开关直流电压源、线性直流正弦电流源、H电桥以及智能控制器组成的测试用低频正弦电流源。H电桥起极性转换的作用;线性直流正弦电流源是系统的输出级,可提高正弦波的质量和动态响应性能;开关直流电压源是系统的中间级,用以减小输出级调整管两端的电压差,提高系统的效率;预调节开关电压源是系统的输入级,对输入电压进行预处理;LPC2138是整个电源的智能控制器。试验结果表明,所提出的方法是可行的,并且具有输出电流稳定、失真度小、频率调节范围宽、频率步进小的特点。     

A high-speed earthing switch in gas-insulated metal enclosedswitchgear

A high-speed earthing switch (HSES) is a permanently installed switching apparatus in gas-insulated metal enclosed switchgear (GIS). A spring driven HSES has been developed and tested in a one-phase and three-phase synthetic test circuit. The HSES rated voltages of 245 kV and 300 kV enable closing (making) operation on the peak value of short circuit current of 100 kA to be performed twice without needing maintenance. This paper presents the main task of an HSES for application in GIS, design characteristics, and two different test procedures. Wide searching throughout standards was made in order to define the real status of this apparatus     

直流换流阀合成试验回路的仿真及其物理模型的建立

直流换流阀是高压直流输电工程的核心装置,其额定容量很大,在进行换流阀运行试验时,为降低试验容量,采用合成试验方法是一个合适的选择。提出了一种合成试验回路,能够正确地再现换流阀实际运行的电压与电流波形,符合运行试验的标准,而且能够满足运行试验的等效性要求。采用电力系统仿真软件Matlab/Simulink对该回路进行仿真研究,并搭建了按比例缩小的物理模拟试验回路进行验证,结果表明该合成试验回路的设计是可行的,可为高压换流阀运行试验装置的开发提供参考。     

A synthetic test method for evaluating the shunt capacitorswitching performance of vacuum circuit breakers

A single-phase synthetic test method for evaluating the shunt capacitor switching performance of circuit breakers is proposed. The most important factor for evaluating the performance of a shunt capacitor switch is restriking, which is mainly influenced by the inrush current and the recovery voltage. A synthetic test circuit comprised of a current source, a voltage source, and the high-frequency current source is designed to evaluate vacuum circuit breakers. Results show that this method is especially suitable for obtaining a restriking probability distribution     

基于高耦合电抗器的500 kV限流器限流特性等效试验

基于高耦合电抗器的500 kV限流器在限流状态下的阻抗较大,而由于试验室电源电压有限,限流状态下的试验电流远小于额定短路电流,因此500 kV限流器在额定短路工况下的限流特性试验和动稳定性考核试验无法直接进行。针对上述问题,提出了一种间接验证限流器限流特性的等效试验方法。通过设计降低阻抗参数的比例缩小样机,在试验室条件下进行全电流的比例缩小样机间接试验,同时结合试验室内500 kV限流器比例缩小样机的低电压试验和500 kV限流器接入实际系统的高电压人工短路试验,综合验证500 kV限流器的限流能力。研究结果表明,500 kV限流器在额定短路工况下的限流幅度满足设计要求,所设计试验方法具有良好的等价性。     

ZF8-550/4000-63 GIS的研制

550 kV GIS是我国500 kV电网建设的重要设备之一。在ZF8-550/3150-50 GIS的基础上进行增容设计,研制出额定电流4 000 A、额定短时耐受电流63 kA的GIS。笔者介绍了主回路及接地回路通流能力、动热稳定性的计算和快速接地开关合闸速度的计算及试验结果,并通过试验验证了降低VFTO措施的有效性。     

一种新的特高压断路器合成试验回路

特高压断路器试验方法的研究是特高压输电工程发展的基础。该文根据合成试验回路的基本原理，提出了一种新的适用于特高压断路器大容量试验的新型合成试验回路。给出了该试验回路的详细拓扑结构，介绍了回路的工作原理。根据描述开断电弧特性的麦依尔(Mayr)方程，建立参数化的PSCAD电弧电阻模型。在此基础上，对回路的开断试验过程进行仿真，得到了T100试验时的电流电压波形。对暂态恢复电压、电流过零前的变化率等进行分析，并与ABB的增强型并联引入回路(EPIC回路)和IEC试验标准进行比较。结果表明，该回路可以满足特高压断路器的开断试验要求，并具有足够高的试验等价性。     

带续流开关的中点箝位型非隔离光伏逆变器

为了满足非隔离光伏发电系统低漏电流的要求,提出了一种带续流开关的中点箝位型非隔离光伏逆变器。该拓扑在全桥逆变器的交流侧加入了一个续流开关,使得太阳能电池板输出端与电网断开,提高了非隔离光伏逆变器的转换效率。另一方面中点箝位电路的应用使得该拓扑在功率处理阶段和续流阶段的共模电压基本保持不变,降低了漏电流。详细分析了拓扑的工作原理,给出了其控制方法,并通过Saber仿真软件验证了带续流开关的中点箝位型非隔离光伏逆变器良好的共模特性。实验研制了一台300 W的原理样机验证了理论分析的正确性及仿真方案的可行性。     

高压电气设备选择

简要论述了高压配电系统的短路电流计算，重点讲述了高压设备（包括断路器，隔离开关，电流互感器，电压互感器以及电缆等）的选择和校验。