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。     

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     

微秒级高功率断路开关

介绍了几种用于脉冲功率电感储能技术的微秒级传导时间断路开关的原理和应用,并就它们的各处在的特点进行了评述。     

电子束控制反射断路开关

阐述了用于脉冲功率电感储能技术的电子来控制反射断路开关（ＲＳ）的原理、应用和限制开关性能的主要因素：中性粒子电荷交换及抑制方法。ＲＳ是一种高功率反射三极管器件,通过主阴极和悬浮阴极反射电子束形成传导阶段,悬浮阴极和阳极箔短路形成断开阶段,其传导电流大、传导时间达数μｓ,断开迅速且可控,适用于电感储能多路并联的超大型高功率脉冲装置。     

电爆炸丝断路开关的电磁辐射研究

为研究电爆炸丝开关切断时产生的强度在近距离内可对效应物产生严重破坏的电磁辐射,在TomaChan系统装置中用拉杆天线测得了所产生的电磁辐射信号波形并经FFT变换后得到其频谱也得到了通过电爆炸丝开关的电流。结果表明电爆炸丝开关所产生的信号是一个主频在75 MHz频谱较宽的电磁波。所测电流峰值约为19 kA,其随时间变化过程可以分为3个阶段。分析讨论了开关运行的辐射干扰现象以及产生机理,为辐射干扰进行屏蔽防护提供参考,可供带有电爆炸丝切断开关的脉冲功率系统产生辐射的研究参考。     

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。     

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%。     

基于断路开关的准方波输出脉冲功率源

为了改善电感储能脉冲功率源的输出波形,提出一种基于电爆炸金属丝断路开关的准方波输出脉冲功率源。该脉冲源以脉冲电容器为初始储能源,通过脉冲形成网络对电爆炸金属丝开关放电,当电流达到峰值附近时,电爆炸金属丝开关断开,将能量切换到负载上。由于脉冲形成网络中电感电流不能突变,所以负载上能得到数倍于初始储能电容充电电压的脉冲输出;由于脉冲形成网络中电容的续流作用,所以负载上能得到准方波脉冲输出。通过理论分析和电路仿真分析,确定了脉冲形成网络的电感电容级数和爆炸丝参数。对功率源进行了实验验证,实验结果表明:在1μF初始充电电容充电32 kV时,在10Ω负载上得到电压幅值83 kV,半高宽279 ns,90%平顶172 ns左右的脉冲输出,证明了该原理的脉冲功率源可行性。     

电感储能型线圈炮系统的建模和参数优化

建立了包括驱动线圈、弹丸以及驱动线圈与弹丸之间耦合关系的单级脉冲感应线圈炮系统的模型.利用MATLAB对系统特性进行了仿真,通过分析系统各主要参数对发射弹丸的影响,得到了一些对线圈炮设计有指导作用的结论.在此基础上对线圈炮部分参数进行了优化设计,搭建了小型实验系统并进行了发射实验,验证了上述模型和分析的正确性.     

一种断路开关在爆磁压缩发生器功率调制中的应用

提出了利用电爆炸丝断路开关进行能量转换控制的方法,介绍了采用断路开关的脉冲功率调制系统对爆磁压缩发生器产生的电流进行调制的原理,设计了电爆炸丝断路开关的具体参数,并利用其对爆炸磁通压缩发生器进行了试验研究,验证了此种开关的有效性.     

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。     

超导磁储能系统的失超检测及保护综述

超导储能磁体的失超是超导电力设备技术实用化有待深入研究的一个重要问题。笔者综述了超导储能磁体的设备级失超检测及保护方法,并提出了参考性建议。     

电力系统适用光学电压互感器的研究新进展

用于测量电力系统电压的光学电压互感器 (OVT)具有许多传统的电磁感应式电压互感器无法比拟的优点 ,因而具有广阔的应用前景。文中介绍了 OVT的基本原理和研究现状 ,分析比较了各种 OVT的优缺点 ,总结出几种有前景的研究方向 ,如基于 Pockels电光效应的 OVT、全光纤OVT、组合式光学电力互感器等。     

电力系统适用光学电流互感器的研究新进展

用于测量电力系统电流的光学电流互感器由于具有许多传统的电磁感应式电流互感器无法比拟的优点,具有广阔的应用前景。文中给出了基于法拉第磁光效应、以光纤为介质的光学电流互感器的基本原理和研究现状,重点论述为了加快实用化进程需要加以深入研究和解决的问题,包括新型的传感材料和传感头结构的研究、克服双折射效应、与光纤通信相结合等。     

非线性PID控制器在超导磁储能装置中的应用研究

非线性比例-积分-微分(Nonlinear Proportion-Integral-Differential,NLPID)控制是一种利用非线性跟踪-微分器和非线性组合方法对线性PID控制进行改进的新型控制策略,它具有不依赖于被控系统模型的特点.作者设计了用于电力系统超导磁储能(Superconducting Magnetic Energy Storage,SMES)装置的NLPID控制器,该控制器通过对由跟踪-微分器提取的转子角速度和机端电压的偏差及其微分和积分信号分别进行适当非线性组合,产生用于协调控制SMES和系统之间的有功和无功功率交换的控制信号.仿真结果表明该NLPID控制器具有较好的适应性和鲁棒性,且改善了系统的阻尼特性,提高了系统电压的稳定性.     

新型高温潜热储能系统的性能研究

为了使采用直接蒸汽技术的太阳能热力发电达到商业化应用,须开发与之配套的高效、价低的高温潜热储能系统。提出了采用铝片强化高温潜热储能系统传热性能,并用fluent软件模拟了该系统在释能过程中的瞬态二维传热过程,得到了相界面位置、温度分布、液相率、热流随时间的变化关系,以及总凝固时间;对影响新型高温潜热储能系统性能参数如几何尺寸、边界条件、相变材料的导热系数等进行了研究,得到了这些参数与总凝固时间的关联式。计算结果表明,增加铝片能有效强化高温潜热储能系统传热性能;利用文中提出的关联式,可对新型高温潜热储能系统进行性能优化设计。     

南方电网的商业化运营及对电能计量计费系统的探讨

中国南方互联电网由粤、桂、滇、黔4省(区)于1993年8月并网而形成， 并与港、澳联网运行。南 方互联电网在国内首先实行以经济手段为基础的商业化运营模式。在这种模式下，电能作为 一种商品进入电网，形成电能市场，因而要求有精确和可靠的计量来作为电量的交易尺度和 支付的依据。传统的计量方式已不能满足电网电能市场的需要，采用高精度、高可靠性 的自动化电能计量计费系统是电网运营商业化的必然趋势。本文就南方电力公司在电能计量 计费系统选型方面进行调查、积累和思索，对商业化运营电网的电能计量计费系统应该考 虑的问题作较实际的探讨。