关键词： 在线状态监测   瞬态电场环境   混合式高压直流断路器   高压直流输电   模块化多电平换流器  

摘要： 文中对换流站中模块化多电平电压源型换流器(modularmultilevel converter,MMC)和混合式直流断路器中IGBT开关操作产生的瞬态电场进行实测,并分析其在设备状态在线监测中的应用。首先,证明换流站中开关瞬态电场属于准静态场,且与设备电压之间存在线性关系,为基于开关瞬态电场状态监测方法提供理论基础。进一步,在舟定换流站人工短路试验中,对MMC高频电场波形和直流断路器开关瞬态电场脉冲进行实测。分析MMC不同工作状态下高频电场信号特征,特别发现高频电场信号中包含通过换流站自带录波系统不易测量的高次谐波信息。另一方面,发现基于开关电场脉冲的陡峭脉冲前沿,可测量MMC和直流断路器闭锁时刻,误差小于0.005ms。因此,基于瞬态电场测量方法可以在一定程度上弥补换流站自带录波系统测量带宽有限的缺点,补充系统高次谐波等运行信息,提高设备闭锁时刻测量精度,在MMC和高压直流断路器等设备在线状态监测中具有潜在应用价值。

关键词： 交直流混合配电网   柔性软开关   改进显式可靠性评估   加权功率传输分布因数   规划-运行协同  

摘要： 含分布式源-储-荷的直流配电系统需要通过柔性软开关等电力电子化配电设备与交流系统互联,构成的交直流混合系统不仅可以提高系统整体的可靠性,还可以通过灵活的潮流控制优化系统运行方式,并降低系统损耗。由于用以交直流系统互联的柔性软开关接入方案对全系统可靠性和最优运行方式都有影响,针对这一规划-运行协同问题,首先提出了交直流混合系统的改进显式可靠性计算方法,进而建立了考虑可靠性经济成本和网损的交直流混合配电系统规划-运行协同双层优化模型。上层模型基于加权功率传输分布因数,以系统传输损耗最优为目标确定柔性软开关的接入方案,下层以可靠性成本最低为目标获取交直流混合系统的最优运行方式。最后,在算例系统中进行了仿真对比验证。结果表明,所提出的规划-运行协同优化方法能够有效提升交直流混合系统的可靠性和经济性。

关键词： 电压传感器   电阻分压器   自校准   电子开关  

摘要： 第二代舰载直流电力系统的不断推广应用,为高能武器发射、大功耗高频次武器发射提供了有效保障。对舰载直流电力系统进行电压监测以确保其正常运行显得尤为重要。针对复杂电磁环境作用下引起的电阻老化导致基于分压法的电压传感器的精确度等级随时间而降低的问题,文中提出了一种基于电阻分压与电子开关的中压直流自校准电压传感器方案。该方案针对分压器结构进行改进,在分压器中间位置电阻处并联一受控电子开关,通过微处理器控制电子开关状态,按电阻分压与分时采样原理,求解出分压器高压臂电阻阻值,从而更新分压器分压比以达到自校准的目的,同时针对传统分压式电压传感器难以兼顾测量范围与等级的缺点,提出了多档调理方案。按上述方案进行样机开发,并针对其性能指标设计了基本准确度试验与自校准试验。试验结果表明:基于该方案设计的电压传感器样机量程满足0~20 kV,测量精确度等级满足0.2级,自校准试验验证了自校准方案的有效性。

关键词： 中压直流汇集   谐振式复合全桥三电平变换器   LC串联谐振   DC-DC变换器  

摘要： 直流变换器是中压直流(MVDC)汇集系统中的关键部分,起着升压、隔离、电能传输等功能。相比传统的中压交流汇集方案中体积巨大的变压器,中压直流方案中的变换器由于采用中高频控制可大幅减少装置体积。为适应新能源发电端口电压越来越高的发展趋势,该文提出一种无环流零电流软开关(ZCS)三电平复合全桥变换器,其由一个半桥三电平电路和全桥电路共同复用2个开关管而构成,从而所有开关管的电压应力只有输入电压一半,不仅有利于该变换器应用于高输入电压场合,同时还保留所有开关管的软开关特性且消除一次侧环流。为进一步降低所有开关管的峰值电流和辅助开关管的关断电流,又引入了LC串联谐振技术,可大幅降低辅助开关管的关断电流,从而使其开关损耗得到进一步降低。该文对变换器中关键参数进行分析设计,通过PLECS进行仿真,并制作了一台150 V/750 V/1 kW的样机进行了实验验证。

关键词： 混合式直流断路器   快速机械开关   性能要求   原理结构  

摘要： 文章研究了混合式直流断路器的核心部分——快速机械开关,主要分析其性能要求与原理结构。快速机械开关需要在2ms以内达到开断电压的绝缘距离,且需要具备良好的动态绝缘性能与长期通流可靠性。快速机械开关结构为直动式结构,采用多断口真空开关串联方案,通过电磁斥力机构实现开关分合闸。分闸性能试验结果表明,快速机械开关可以在2ms内运动到开断电压的绝缘距离,可满足混合式直流断路器提出的性能要求。

关键词： 隔离开关   保护电阻   交直流联合耐压  

摘要： 随着试验检测的需求日益增大,直流充电装置作为输电系统和大容量试验站中的电气设备非常重要,而隔离开关是属于直流充电装置的重要组成部分,隔离开关的安全稳定运行对整个系统有着不可替代的作用。本文通过对保护电阻的选用,对隔离开关进行交直流联合耐压试验,分析其试验结果,对本体结构提出改进建议,为隔离开关的安全性能提供坚实的试验基础,保障电网的稳定运行。整个过程可以为试验人员提供参考。

关键词： 开关电源   模块   原理   分析   检修  

摘要： 本文主要以采用以6A161H为电源管理模块的美的直流变频空调外机板作为载体,对其在开关电源中的应用与常见故障检修的一些案例进行分享。重点介绍了开关电源各引脚功能、原理、应用分析,解决了以6A161H为方案的开关电源检修思路,提高检修效率与质量。

关键词： 双向直流变换器   高增益   软开关   宽范围   Boost-Buck电路   谐振单元   拓扑结构  

摘要： 针对储能设备的充放电应用场景,文中提出一种新型双向直流变换器结构。该变换器具有正向高电压增益、宽输入范围、可实现软开关的特点。通过两个交错并联的电感交替充放电,可以减小输入电流纹波;高压侧的2个分压电容不仅能够将电压增益提高1倍,还能在全状态下都实现自动均压。通过增加谐振单元帮助实现开关管的软开关的同时,谐振单元中的开关管也能够实现零电流关断。文中对拓扑的演绎和改进方法进行阐述,对拓扑结构的工作原理、软开关实现方式进行分析;并与其他的相似拓扑结构进行性能比较。最后通过搭建仿真模型验证设计的变换器结构的有效性和可行性。仿真结果表明:所提变换器具有比传统Boost-Buck电路更高的正向电压增益,能够实现能量双向流动;且无论正向升压模式还是反向降压模式,都能够实现主要开关的软开关,以达到减小拓扑结构自身损耗的目的。

关键词： 高压直流断路器   高速机械开关   多断口   同步性  

摘要： 多断口串联的高速机械开关作为混合式高压直流断路器的重要组成部分,其多断口间的同步性对高压直流断路器的开断性能有着重要影响。对多断口高速机械开关的拓扑结构和工作原理进行了研究,分析了操动机构的线圈参数、储能电容、环境温度、充电电压、控制系统等因素对同步性的影响规律,并提出了通过控制线圈内阻、储能电容值偏差和工艺等措施保证断口间的同步性。在此基础上,对张北多端柔性直流工程535 kV混合式高压直流断路器用高速机械开关的同步性进行测试,测试结果表明各断口的分散性在±0.2 ms内,为高压直流断路器的可靠开断提供了保证。

关键词： 分接开关   调节策略   空载电压   损耗  

摘要： 目前,针对柔性直流输电系统在交流电网电压波动时的稳定运行问题,一般采用通过调节有载分接开关保证变压器阀侧空载电压的恒定,但这种方法没有充分发挥有载分接开关的作用,导致正常运行时换流器损耗偏高。为此,提出一种有效降低换流器损耗的新型有载分接开关调节策略。首先,考虑柔性直流输电系统的运行特性,分析所提有载分接开关调节策略的原理,即以最大调制比限制和阀侧最高持续运行电压限制两方面综合确定变压器阀侧空载电压的上限值,再根据网侧电压的实际情况计算分接开关档位。其次,针对具体算例,分析不同交流电压下系统无功功率的要求,根据所提策略计算得到各种实际工况的分接开关档位需求,并且计算对比新型调节策略与传统策略在多种系统传输功率下的换流器损耗,数据显示新型调节策略可有效降低换流器损耗。最后,搭建典型海上风电柔性直流输电系统的PSCAD仿真模型,针对交流电压波动和变压器运行台数变化2种关键工况验证所提新型分接开关调节策略的稳定性和有效性。