新扩展移相角下的双有源桥DC-DC变换器优化控制策略EI北大核心CSCD

为提高双有源桥(dual active bridge,DAB)DC-DC变换器的效率,降低其控制复杂度,提出一种基于扩展移相控制的最小电流应力闭环优化控制策略。首先,依据两侧全桥输出电压间的相位关系和桥内移相角的大小,重新定义新的移相比,以确保移相比与传输功率的正相关性;接着,基于开关管的通断顺序,对DAB的进行工作模态的划分,并择优选出两种作为其实际工作模态;然后,利用Karush-KuhnTucker条件法实现在软开关条件下全功率段的电流应力优化,并与新的移相比相结合设计出一种更为简洁的闭环优化控制策略;最后,搭建DAB仿真模型及实验样机进行验证,结果表明:所提控制策略不但具有控制简单、易实现的特点,同时能在全功率范围内实现最小电流应力控制和开关管的软开关特性。     

用于SiC MOSFET开关电压测量的非接触式电场耦合电压传感器EI北大核心CSCD

准确测量碳化硅(silicon carbide,SiC)金属–氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOSFET)开关电压是评估SiC MOSFET开关特性、计算开关损耗、优化变换器设计的关键。随着SiC MOSFET开关速度、耐压及功率密度的提升,开关电压测量难的问题逐渐凸显,因此对电压传感器的带宽、耐压和侵入性提出了新的要求。该文以SiC MOSFET的开关电压为研究对象,根据目前开关电压的测量需求,提出一种利用电场耦合原理测量开关电压的非接触式电压传感器,并设计混合积分电路对传感器输出信号进行电压重构。在此基础上,通过仿真和计算着重分析电场耦合电压传感器的结构和电路参数的设计依据。传感器带宽范围为5Hz~260MHz,量程为-1000~+1000V,输入电容约为0.73pF,最后利用双脉冲测试,将其与商用示波器探头的测量结果进行对比,验证电场耦合电压传感器的准确性。     

固体绝缘环网柜局部放电分析与结构优化

随着高压开关柜性能稳定、绿色环保、高低温环境适应性强的设计要求被提出,固体绝缘开关成为当下的设计新方向。固体绝缘开关是采用环氧树脂作为主绝缘材料,将真空灭弧室、铜导体等一体浇筑成型的电气设备。分析某公司的12 kV固体绝缘环网柜发生的局部放电位置和原因,提出相应局部放电解决方案。使用有限元分析软件ANSYS Maxwell进行三维模型电场计算,研究发现金属屏蔽罩能够有效改善固体开关模块内部场强,仿真结果满足绝缘要求。最后产品通过试制与型式试验,使产品满足工业化的生产需求。     

基于电网故障录波图判断变压器重瓦斯保护跳闸原因的方法

变压器是电网系统中发电厂和变电站重要组成部分之一,承担着不同电压等级电网联络作用,是电能高电 压传输及不同电压等级电压联络的重要设备.因此,变压器除了设有防止变压器套管、出线、电流互感器、线圈、铁 芯等多种元件故障的差动保护作为主保护外,还另外设有重瓦斯保护为主保护.为快速复电,需要快速判断故障类 型,尤其是重瓦斯保护,其保护动作可由多种原因引起.阐述一种根据电网故障录波图判断变压器重瓦斯保护跳闸原 因的方法.该方法获取变压器故障录波图上形成的继电保护开关量波形、重瓦斯保护跳闸开关量波形、主变高压侧三 相电流及电压波形、主变低压侧三相电流及电压波形并进行综合分析,并通过是否存在突变波形以及检测结果,判断 变压器重瓦斯保护跳闸的原因.     

新型隔离开关电机电流智能化监测装置的研究

传统热偶继电器通过电流的热效应,使有不同膨胀系数的双金属片发生形变,当形变达到一定程度时断开控制电路,实现电机的过载保护,但存在灵敏度低、可靠性差的问题,常出现没有可靠切断故障的情况,导致隔离开关损坏或重大停电事故。针对以上问题,提出了一种新型隔离开关电机电流智能化监测装置,通过对隔离开关整个分合闸过程进行电机电流采样并与标准曲线比对,评估驱动连杆及其他传动部件的完好性及触指的夹紧力,以保证隔离开关安全、可靠地分合闸,也可在发生误操作时快速切断电机电源,从而保证了电网的安全稳定运行。     

基于电流峰面积及时间特性的隔离开关故障诊断系统设计

为了实现高压隔离开关机械故障诊断,设计了电机电流检测系统并实时采集了GW4B-252 DW型隔离开关分合闸过程中的电流信号,分析了隔离开关分合闸不到位、运动部件卡涩等机械故障情况下的电机电流信号特征,提出了基于电流峰面积分析和时间特性对比的隔离开关机械故障诊断流程。研究结果表明,当隔离开关发生机械故障时,驱动电机电流波形发生畸变,对应的电流峰面积和时间特性发生明显改变,由此可判断出相应的故障类型。该方法具有广泛适用性,从而可提高设备运行的可靠性。     

基于配电网一次侧故障的就地式FA测试技术研究

一二次融合智能开关具备故障就地化处理高级功能,是智能配电网的典型特征,但如何测试其故障处理功能是一个难题,因此提出了高精度故障反演测试系统,为一二次融合智能开关故障测试奠定基础。通过分析目前传统的各种馈线自动化测试方法的不足,提出了基于一次侧故障注入的测试方法,解决了一二次智能开关全要素参与FA测试的问题。为实现就地式FA系统级测试,提出了基于HIL的一次侧故障注入就地式FA测试方法,采用仿真节点与实际测试台融合的虚实结合的技术,实现就地式FA系统级测试。     

一种可以直接跳通母线与低压开关出线的装置*

在代电力配电系统中,尤其是在电力主干网络不是非常发达的区域,当突发重要用电客户的配电柜突然跳闸时,如偶遇空气开关备货不足的情况,就将大大影响供电可靠性,对重要用电客户影响非常巨大。针对此问题,设计一种可以直接跳通母线与低压开关出线的方案及装置,实现母线直接跳通,从而有效解决临时用电和紧急用电的问题,提高供电可靠性。     

稳压器电加热器开关频繁跳闸的故障分析及改进措施

针对稳压器电加热器开关频繁跳闸故障,通过对比相近额定电流的电机和电加热器的抽屉开关设计,对比2种电流成分,分析了稳压器电加热器开关频繁跳闸的故障原因,提出了增大开关容量和增加冷却装置2项纠正措施。通过改造实施,稳压器电加热器开关温度降至允许的工作温度范围。针对电加热器开关的设计提出了合理化建议,可为电加热器开关设计提供参考,也可为类似开关的故障处理提供借鉴。     

考虑阈值迟滞的碳化硅MOSFET开关暂态解析模型

由于SiC/SiO₂界面固有的高界面态密度,阈值迟滞现象一直影响碳化硅MOSFET的可靠性。为量化评估阈值迟滞对碳化硅MOSFET开关特性的影响,首先考虑了驱动电压的上升与下降时间,建立了驱动电压非理想突变的开关暂态模型;其次,按照IEC标准得到开关延时与开关损耗的解析表达式;然后,进行了不同驱动负压下的动态特性实验并提取了开关延时与开关损耗;最后,通过实验结果与解析模型的结合,解耦并量化了驱动负压与阈值迟滞对开关特性的影响,得到了阈值迟滞影响下驱动负压与阈值电压的关系。结果表明,驱动负压与阈值迟滞均会引起开通延时降低,但阈值迟滞对其影响远大于驱动负压。驱动负压对开通损耗无影响,但阈值迟滞会导致开通损耗的降低。