关键词： 铁路运输   铁路轨道   铁道车辆   控制装置   铁路   开关设备   直流电流   避雷器  

标准号: GB/T 25890.5-2010

摘要： GB/T 25890的本部分第4章、第5章、第6章规定了直流牵引供电系统地面装置用避雷器的要求。所述避雷器包括一个或多个非线性电阻片，可串联一个或多个放电间隙。 GB/T 25890的本部分第7章规定了低压限制器的要求。在直流牵引供电系统地面装置中，当电压超出规定值时，限压器将与系统某些部分连通，从而起到保护作用。低压限制器也可以与接触器等设备一起组成自恢复装置。限压器通常不提供电涌保护。 低压限制器主要应用如下： 连接金属轨道： 保护轨道电路； 变电站钢轨接地； 保护阴极电路； 保护电缆屏蔽层。

关键词： 直流高压电源   软开关模式   全桥谐振变换器   功率调节方式   控制策略  

摘要： 直流高压电源广泛应用于高能束领域,如X光,激光,电子束和微波雷达等。采用高频 DC-AC-DC技术是目前直流高压电源的发展趋势。工作于传统硬开关模式下的大功率直流高压电源,由于制作工艺和绝缘的限制,高压变压器具有较大的漏感和分布电容,使得开关管在开关瞬间承受非常大的电压电流应力,极大影响了开关管的可靠性和安全性,而且,随着开关频率的提高,开关过程的开关损耗将变得显著,进而影响电源的效率。\n 首先,对软开关技术在高压电源中的应用进行研究,在综合分析高压电源技术、软开关技术的发展及应用的基础上,分析了全桥谐振变换器和功率调节方式,引入移相全桥控制策略,并利用开关管的结电容、变压器漏感、分布电容等储能元件进行谐振,实现高频DC-AC-DC变流开关器件的ZVS零电压开关。通过对全桥谐振变换器在电流续流模式CCM下的各工作模态进行分析,得出各个工作模态的等效电路和电流电压关系,并采用基波分析法推导出谐振变换器稳态下的电压增益M的函数关系式,利用MATLAB计算和绘制出M与参数的变化曲线,总结了各参数对M的影响规律。\n 其次,根据指标要求,进行了开关频率为20kHz的60kV/6kW直流高压电源设计。该电源主要由输入输出整流滤波电路,逆变电路,高频高压变压器,输出整流滤波电路,反馈控制电路及IGBT驱动电路组成。主电路由开关管(三菱CM200HA-24H)IGBT模块的结间电容(Cce/8nF)、升压变压器的分布电容(Cp/1μ)和漏感(Ls/106.2μ)等构成LCC串并联谐振回路,由UCC3895控制器实现全桥移相PWM控制,设置输出频率为20kHz的驱动控制信号,超前臂的开关管Z1、Z3的驱动信号分别超前于滞后臂开关管Z4、Z2的时间为5μs即移相角为π/5、占空比为0.8,死区时间为0.5μs的控制电路。\n 最后,利用Magnetics Designer4.1平台建立了变压器的SPICE仿真模型,并完成了高频高压变压器设计。采用Cadence_SPB_16.3中的ORCAD为平台,建立了直流高压电源主电路仿真模型,并按实际工作条件进行了电路仿真,仿真结果表明主电路可靠地工作于电流续流方式,实现了开关管IGBT的ZVS,电源的输出电压和纹波系数达到了设计要求。

关键词： 特高压直流输电系统   直流大电流   分断能力   转换开关   中国电力科学研究院   样机   试验   电子研究所  

摘要： 2010年12月11日,由中国电力科学研究院电力电子研究所研制的±800kV特高压直流转换开关样机,顺利实现了5300A直流电流分断,电流分断能力居世界领先水平，标志着中国电力科学研究院院掌握了特高压直流输电系统直流场核心技术。

关键词： 快前沿直线脉冲变压器   多间隙开关   击穿电压分散性   表面粗糙度  

摘要： 针对一种用于快前沿直线脉冲变压器（FLTD）的堆栈式多间隙气体开关,研究了电极表面粗糙度、电场不均匀系数、放电电流、气体压强等因素对开关自击穿电压分散性的影响。电极表面粗糙度0.1-0.8μm时,击穿电压平均值没有明显变化,击穿电压分散性小于1.5%;电场不均匀系数为1.20和1.30时,电极烧蚀均匀,开关自击穿电压分散性小于2.0%;放电电流由1.1 kA增加到30.0 kA时,击穿电压的分散性增加了约2倍,电极烧蚀的作用明显增强;工作气压由0.04 MPa增加到0.30 MPa,击穿电压的分散性由1.5%增加到3.6%。初步分析了降低开关自击穿电压分散性的途径和方法。

关键词： 有载分接开关   真空开关管   真空断流器   高压直流   变压器   换流变压器  

摘要： 有载分接开关(on-load tap-changers,OLTC)是高压直流输电线路中现代换流变压器不可或缺的设备,可对系统的电压变化进行补偿,优化变频器控制角,并使高压直流系统降压运行成为可能。但开关操作时产生的电流具有陡峭的非正弦波形,不仅增加了开关切换的负荷,也增加了开关的容量和尺寸,而且开关频繁操作对维护提出了很高的要求。比较了换流变压器和电力变压器OLTC的操作条件。真空开关技术的引入使得真空OLTC除了可以消除油的污染外,还具备独特的优势,可承受高切换负荷,可用在高压直流换流变压器上,OLTC的容量配置可以优化调整等。真空OLTC免维护的操作次数可高达600 000次,维护工作可降至最低限度,大幅提升了换流变压器的可靠性和可用率。通过优化OLTC额定容量可以节省开关的体积和重量,有助于开发超高压直流换流变压器。

关键词： 光伏系统   可再生能源   隔离开关  

摘要： 光伏发电的迅猛发展对隔离开关的要求越来越高。分析了光伏系统的伏安特性、电压特性和电流特性等电气特性及光照、温度的影响情况,进而详细阐述了隔离开关选取的原则。

关键词： 高频逆变电源   高压变压器   分布参数   变换器  

摘要： 高压直流电源广泛应用于电力系统、工业、医疗、科研、国防军事等领域,随着各行业技术的发展,对高压电源的性能指标不断提出新的、更高的要求。传统的工频电源很难满足这些要求,高频DC-AC-DC技术已成为目前直流高压电源的发展趋势,随着DC-AC-DC变流的高频化,在工频变流中可以忽略的电路分布参数,将会对高频变流器产生严重的影响和危害。\n 本文围绕高压电源中的分布参数进行研究,首先介绍了高频高压电源的工作原理,讨论了高压电源各个环节的作用及特点,并对各环节中的分布参数对电源的影响进行了简要的分析,其中高频变流器分布参数是影响高压电源的关键环节。其次,根据电磁场理论分析了高压变压器分布参数产生的机理,得出符合高压变压器特性的电路等效模型,并根据高压变压器的结构,采用解析法对分布电容和漏感进行理论推导与分析,得出分布电容和漏感与结构参数的函数关系,然后根据性能指标要求,进行60kV/60kW高压变压器的结构设计及其分布电容和漏感的计算,并通过电磁场分析软件验证计算结果。根据电工理论分析电阻、电感、电容对高频DC-AC-DC变流器负载的影响,并进一步分析变压器分布参数对等效负载、DC-AC环节、AC-DC环节以及电源性能指标的影响,得出了分布参数影响高频变流器等效负载的频率特性,并由于在高频条件下分布电容和漏感的谐振,使高压硅堆承受方向过电压,分布电容导致过大空载电流,将导致很大的空载电流甚至大于负载电流。最后,分析降低变压器分布电容和漏感的影响的方法和措施,在变压器结果不变的条件下,采用改变线圈的绕制和连接方法,可使变压器的分布参数得到一定的降低,由于绝缘材料和空间、绕组匝数和变比、磁芯材料等因素的制约,高压变压器的分布参数无法消除。根据DC-AC-DC变流器电路的特性,分析了将高压变压器的分布电容和漏感视作电路元件直接参与LCC谐振的电路工作过程,通过OrCAD仿真软件验证了利用分布参数作为谐振元件可以实现高频DC-AC-DC变流器开关的零电压ZVS或零电流ZCS关断和开通,既可消除变压器分布电容和漏感对变流开关器件的危害,更能显著降低变流器的开关损耗,提高直流高压电源的效率。

关键词： 高频开关直流电源   电力系统   维护   故障处理  

摘要： 直流电源广泛地应用于银行、电力、电信、企业安全生产、计算机系统、特殊设备等供配电系统中,直流电源的运行情况对企业生产经营活动起着重要作用。本论述重点介绍了电力系统中应运广泛的GZDW型智能高频开关直流电源系统,通过对其组成及工作原理介绍,提出了运行与维护注意事项及常见故障处理方法。

关键词： 无刷直流电机   软开关   逆变器   谐振直流环节   谐振极  

摘要： 针对无刷直流电机(BDCM)逆变器工作在硬开关状态下,产生较大的开关损耗,降低电机效率的问题,介绍了谐振直流环节软开关逆变器、基于变压器的谐振直流环节软开关逆变器和基于变压器的谐振极软开关逆变器3种软开关技术,为实现软开关无刷直流电机驱动系统的高效、安全、可靠运行提供了一定的理论基础。

关键词： 限流开关   混合型   斥力开关   快速熔断器   重合闸  

摘要： 为研究一种适用于船舶直流电力系统短路保护的限流装置,提出基于斥力开关及快速熔断器的直流混合型限流开关方案。斥力开关在短路发生后迅速分断,电流转移到与开关并联的快速熔断器支路,由快速熔断器完成短路电流的分断和能量的吸收。研制了额定640V/600A的原理样机,进行了预期电流峰值为100kA,时间常数为7ms的限流分断实验。实验结果表明,斥力开关在短路电流超过设定动作值后200μs内分断,经过100μs电流转移到快速熔断器支路,熔断器经过1.1ms熔断起弧,限流峰值为15.4kA,故障排除后50ms限流开关自动重合闸。实验数据验证了理论分析和参数设计的正确性,为该型开关在直流系统中的应用提供了设计依据。