关键词： 真空电弧   电弧图像   横向磁场   纵向磁场   组合式混磁触头  

摘要： 断路器在电力系统中具有控制、保护双重作用,真空断路器以其较高的安全性、可靠性,得到广泛的关注与应用。真空断路器在直流电力系统中进行故障电流开断时,利用触头自身产生的磁场对电弧进行调控也是提高断路器开断性能的基本途径之一。本文以机械式直流真空断路器工作条件为背景,从仿真和实验两个方面分析了真空电弧的磁场调控方法,仿真和实验所用的触头结构、开断电流等级等参数相似,结果用以指导直流真空灭弧室触头设计。真空灭弧室触头磁场分析采用有限元法,建立典型螺旋槽横磁触头、杯状纵磁触头模型,分析一定开断电流等级下弧隙中心平面处的磁场分布,得出各自不同的磁场调控特点;并以螺旋槽横磁触头为研究对象,探究螺旋槽形状、触头直径、倒角半径、开距等参数对触头间隙磁场分布的影响。为了结合横、纵磁电弧调控的优点,针对直流开断中频电弧的背景提出一种新型组合式混磁触头设计思想,并建立其三维结构模型和原理样机,分析其磁场分布特点,预测电弧运动轨迹,对比得出新型组合式混磁触头应用于直流断路器的对电弧的调控特性。搭建基于有源换流法的高压直流真空断路器开断实验平台,并使用螺旋槽横磁触头、杯状纵磁触头、新型组合式混磁触头进行直流开断实验,利用CMOS高速摄像机获取真空电弧图像并进行数字图像处理。通过分析电弧图像,对比三种不同触头控制下的电弧运动及形态变化,总结新型组合式混磁触头的调控特点及优势,初步认定这种横、纵磁电弧调控方式应用于直流真空灭弧室触头是可行的。

关键词： 开关电感   磁集成技术   高电压增益   耦合系数  

摘要： 随着现代社会不断发展,在世界电力发展的进程中,目前光伏发电、风力发电是现阶段国家发电科技创新中承担着主要角色,根据十九大报告中指出:坚持发展绿色清洁能源,确立清洁能源优先发展战略。在光伏电池或燃料电池等发电系统中,如何将较低的电池电压高效转换成可供并网逆变器应用的母线电压,是提高发电系统转换效率和结构灵活性的关键技术之一。围绕这一课题,主要做了以下研究:?研究了在提高基本Boost变换器的电压增益基础上,应用开关电感单元是否可以再次提高变换器的电压增益问题,并且分析了变换器电路工作模态,获得了电压增益表达式。?研究了应用磁集成技术是否可以解决低压侧电流纹波增大的问题,分析了变换器的电感电流纹波与磁集成耦合系数的数学关系,给出了电感耦合系数设计准则。?研究了变换器的动态响应和开关管的电压应力性能,并与基本Boost变换器进行了比较,最后应用PSIM软件进行仿真验证和PCB技术制作了样机来验证文章理论的正确性。该论文有图64幅,表10个,参考文献70篇。

关键词： 模块化多电平换流阀   损耗计算   谐波分析   线性加权权重   遗传算法  

摘要： 柔性直流输电系统一般采用模块化多电平MMC(modular multi-level converter)换流阀,换流阀开关频率的大小与系统损耗及交流侧谐波含量密切相关。推导了MMC开关频率与系统损耗及开关频率与柔性直流输电系统交流侧谐波含量的数学表达式;分析了MMC开关频率对系统损耗及交流侧谐波的影响规律。在此基础上,为了兼顾柔性直流输电系统的损耗和电能质量,采用遗传算法对开关频率进行了优化设计,根据工程经验对不同的优化目标赋予权值,根据国标要求设置了谐波和损耗的约束条件。仿真算例分析表明,采用优化的开关频率进行MMC变流控制时,柔性直流输电系统具有更佳的性能。

关键词： 转换开关   直流电阻   工作效率   作业风险  

摘要： 根据预防性试验规程和作业指导书的要求,需要定期对变压器进行直流电阻测试。原有变压器直流电阻测试仪在测试变压器直流电阻时,需对A、B、C三相分别在变压器不同档位下进行测试,该试验需要频繁换线,费时费力,工作效率低,作业风险大。针对此问题,设计了一种变压器直流电阻测试仪转换开关,大大减少了试验换线,提高了工作效率,降低了作业风险。

关键词： 高压直流输电   高频开关电源模块   降温策略   半导体制冷   智能传感器  

摘要： 针对高压直流输电工程换流站内低压直流系统高频开关电源模块运行情况,对目前换流站常用的许继电源、奥特迅、白云电器等厂商的高频开关电源模块降温系统运行设计原理及运行工况进行研究,分析总结高频开关电源模块故障或异常高发的根本原因。针对换流站高频开关电源模块的运行工况,克服当前中存在的风冷式、自冷式高频电源模块风扇故障率高、高频电源模块维修更换费用昂贵、高频电源模块过热不易发现等问题,提供一种最优的高压直流输电工程低压直流系统高频开关电源模块的降温策略,提高降温效率和低压直流系统的设备稳定性,以确保换流站二次设备运行更加安全可靠。重点介绍一种基于半导体制冷的高频开关电源模块,使用半导体制冷片结合风扇或散热片组成制冷组件,提高降温效率,并增加带有告警节点的智能互感器,当模块温度过高或风扇故障时,传感器告警节点闭合,向后台输出异常告警信号。

关键词： Z源直流升压变换器   蓄电池机车   电容器电压   电压增益  

摘要： 提出一种新型准Z源直流升压变换器,在煤矿井下蓄电池机车的蓄电池组发生放电损坏等故障后.可快速安全地为井下设备提供电源。该变换器与准Z源变换器相比具有较低的电容器电压应力、较高的电压增益。分析了电路的工作原理,通过MATLAB仿真和实验验证,理论分析与实验结果相吻合,验证了该直流变换器拓扑的可行性和实用性。

关键词： 拓扑变换   软开关   直流变换器   多谐振元件   效率  

摘要： 提出一种拓扑变换型多谐振软开关直流变换器,其谐振腔单元中采用了双变压器结构,利用两个辅助开关管控制辅助变压器的接入与断开,谐振腔的等效电路结构因此可以在两种不同的多谐振拓扑之间灵活转换,同时,变换器的逆变单元也包含全桥和半桥两种工作模式,使得所述变换器共有四种工作模式。多模式特征能够满足不同的工作要求,因此,通过合理的参数设计,拓扑变换型多谐振变换器(MRC)能够在狭窄的工作频率范围内实现直流电压增益的宽范围调节并保证高效率。为了验证该变换器的有效性和理论分析的可靠性,给出相应的实验结果:当直流输入电压在25～300V范围内变化时,变换器可以提供从0至最高8倍可调的电压增益,控制输出电压稳定在200V,变压器在宽增益范围内能够维持较高的变换效率,最高效率可达98.1%。

关键词： 变电站   直流系统   母联开关   并联检测   单片机   仿真  

摘要： 当双电源直流系统在两个电源电压接近且负荷均分时,通过电压、电流参数无法判断系统是否并联。传统检测方法是小幅提高一个电源电压,通过检测另一电源电压是否跟随升高来判断,但操作步骤相对繁琐。为此,在研究直流系统基础上引入载波通信机制,在母联开关内两侧静触头上分别安装高频信号发生和高频信号接收装置。在开关导通情况下,信号会从开关一侧传输到另一侧;在开关未导通情况下,信号传输不到对侧。通过MATLAB建模仿真,验证了该检测方法和检测装置的逻辑性和可行性。

关键词： 特高压多端混合直流   直流转换开关   近似转换电流最大值  

摘要： 结合特高压多端混合直流输电系统"多端"和"混合"的特点,对直流转换开关的配置和工程计算进行了分析。针对因"多端"特点带来的复杂分流关系问题,采用随机数原理与仿真建模结合的方式,提出了大地回线转换开关和金属回线转换开关转换电流计算的新方法,避免了复杂的数学计算,所得近似转换电流最大值能够应用于工程转换开关震荡回路和避雷器参数配置;针对"混合"特点,提出在柔性直流站可考虑不安装中性母线开关,其原保护范围可由柔直换流器直接闭锁和中性母线差动保护进一步扩大来代替的建议,并通过仿真建模进行了验证。