Series resonant ZCS‐PFM DC‐DC power converter with high‐frequency high‐voltage transformer link for high‐power magnetron drive

This paper presents a single lossless inductive snubber‐assisted ZCS‐PFM series resonant DC‐DC power converter with a high‐frequency high‐voltage transformer link for industrial‐use high‐power magnetron drive. The current flowing through the active power switches rises gradually at a turned‐on transient state with the aid of a single lossless snubber inductor, and ZCS turn‐on commutation based on overlapping current can be achieved via the wide range pulse frequency modulation control scheme. The high‐frequency high‐voltage transformer primary side resonant current always becomes continuous operation mode, by electromagnetic loose coupling design of the high‐frequency high‐voltage transformer and the magnetizing inductance of the high‐frequency high‐voltage transformer. As a result, this high‐voltage power converter circuit for the magnetron can achieve a complete zero current soft switching under the condition of broad width gate voltage signals. Furthermore, this high‐voltage DC‐DC power converter circuit can regulate the output power from zero to full over audible frequency range via the two resonant frequency circuit design. Its operating performances are evaluated and discussed on the basis of the power loss analysis simulation and the experimental results from a practical point of view. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 153(3): 79–87, 2005; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20126     

电子式互感器在数字化变电站的应用

电子式互感器和合并单元作为数字化变电站的重要组成部分，与传统互感器相比具有绝缘简单、动态范围宽、抗饱和性能强、占地面积小、实现数据输出等优点。文中介绍了有源和无源电子式互感器的构成，对这2种方式进行了比较，介绍了合并单元的功能及其应用，对工程应用提出了互感器配置和功能应用的实施建议。     

可变频变压器的建模仿真与分析

采用高压直流输电方式连接两个异步电网存在谐波干扰、换相失败、难以实现功率平滑调节、无功功率不能随有功功率传输等问题。文章介绍了可变频变压器的的基本结构及原理,研究了可变频变压器的数学模型及控制模型,给出了可变频变压器传输功率与直流驱动电动机提供的驱动转矩之间的数学关系式,在此基础上采用PSCAD软件搭建了可变频变压器模型并进行了仿真研究。仿真结果表明,可变频变压器可以实现两个异步电网之间的连接并进行功率双向平滑传输,响应速度快;通过转速控制器控制直流驱动电动机的转速可使旋转变压器的转速恒定,以弥补两个电网的频差,维持系统平衡。     

信息融合技术在变压器油气识别故障诊断中的研究

变压器故障分为放电性故障和过热性故障两大类别,它们均会在变压器油中有所反映。本文通过对变压器油中主要气体的分析,判断变压器的故障类型。具体方法是:利用改进算法的BP网络和信息融合技术,以变压器油中五种主要特征气体作为神经网络的输入,以六种变压器状态作为相应的输出,通过加入动量因子,可以提高学习率系数,充分发挥改进算法的BP网络具有自适应学习能力的优势。仿真测试结果表明,本方法能够在较大范围内准确有效地进行变压器的故障诊断。     

基于混合电场线性叠加原理的换流变压器内部电场分布规律研究

换流变压器是特高压直流输电系统中的关键设备,其阀侧承受着交直流复合电压。研究热老化对交直流电压在油纸绝缘内分布的影响,可为换流变压器油纸选型提供理论借鉴。选取了换流变压器常用的绝缘油和绝缘纸作为研究对象,并对2种不同油纸组合展开加速热老化试验,测量并分析试验过程中绝缘油和绝缘纸的介电常数和电阻率的变化规律,在此基础上通过油-绝缘纸-油有限元电场仿真模型分析,基于线性叠加原则,得到了交直流电压在热老化过程中的分布变化情况,表明热老化主要影响油纸中直流分量的分布,将显著提高油中的电场强度。     

智能化磁控谐振高压试验系统研究

目前电网智能化水平的提升对高压试验的智能化和试验效率也有了更高的需求,为解决现有的高压试验电源在高压交流绝缘试验中存在的不足,提升高压试验的效率,提出了一种智能化磁控谐振高压试验系统。该试验系统集升压、补偿和调谐于一体,具有升压调节平滑连续,结构紧凑等优势,可用于工频耐压试验。阐述了该系统的结构组成与基本原理,并搭建了该试验系统仿真模型,通过研究空载和负载运行特性验证了该系统原理的正确性。     

方波激励下纳米晶体铁心损耗模型建立与验证

为了实现电力机车小型化轻量化的发展要求,国内外专家考虑通过采用提高变压器的工作频率减小变压器整体的体积和质量。铁心作为高频变压器的关键部件,可以准确计算铁心损耗,对中高频变压器的设计和优化具有重要作用。针对高频变压器铁心通常是工作在方波或脉宽调制(PWM)波等非正弦激励下的特点,对传统Steinmetz损耗计算模型进行了优化改进,给出了考虑磁密的变化率及波形系数对损耗的影响的Steinmetz改进损耗模型。同时,为了提高损耗模型在不同特征频率下的通用性,进一步对损耗模型系数的非线性进行研究,给出了模型系数随频率变化的非线性函数。最后,利用有限元计算结果同实物测量结果进行比较,证明了所提损耗模型在方波激励下对纳米晶体铁心计算的准确性。     

UPFC系统的变压器差动保护分析

并联变压器和串联变压器是统一潮流控制器(UPFC)的核心交流器件,差动保护作为这两类变压器的主保护,受UPFC特殊的运行工况影响,在不同的运行条件和不同类型的故障下会表现出不同的特性。为分析评估UPFC中各类故障对差动保护的影响,文中以实际UPFC工程的控制系统为基础,讨论了各类故障下可能对并联、串联变压器差动保护灵敏性及可靠性产生影响的因素;根据变压器区内外典型故障的仿真结果,分析了差动保护在此类故障下的行为特征,形成差动保护的适应性分析,验证了保护配置的有效性;从保护设备的角度出发,讨论了阀控制保护与交流继电保护的关系,从防误和防拒两方面为UPFC工程的交流继电保护实施提供技术参考。     

基于SWT的GIS电压互感器二次侧干扰分析

特快速暂态过电压（VFTO）是气体绝缘变电站（GIS）中切换隔离开关时产生的特殊电磁暂态现象。VFTO会以传导和辐射方式影响二次设备的正常运行。为探究VFTO对二次设备的干扰特性,文中采用自制的二次侧干扰测量装置对某1 000 kV GIS的电压互感器（PT）二次侧共模干扰进行现场实测。接着,对比了5种时频分析方法的性能,采用其中性能较优的同步压缩小波变换（SWT）对实测波形进行了时频分析。实测结果表明：PT二次侧的共模干扰电压峰峰值最高可达9.65 kV。微脉冲的时频分析结果表明：7.8 MHz频率分量幅值高,且贯穿波形的始终,是PT二次侧干扰的主导频率分量。该分析结果可为GIS中二次设备的电磁抗扰度测试和电磁防护设计提供参考。     

旋转机械量的加速度检测及误差分析

本文在采用旋转变压器完成位置、转速测量的基础上，对加速度的测量方法进行了理论分析和推导，并给出了加速度检测计算式以及测量误差的分析式。