HT-6M托卡马克加热场脉冲电源的设计

HT-6M托卡马克装置重建是为响应“一带一路”倡议的中泰合作国际项目,加热场脉冲电源的作用是击穿和产生等离子体,其电源方案采用电容储能脉冲放电形式。为计算出满足要求的电源参数,对加热场脉冲电源放电过程进行数学分析,并根据电源设备的工作参数,设计并研制了电源的核心器件。为验证电源放电过程的理论分析,研制了一套小型电容储能脉冲电源,证明理论分析正确性的同时,对电源大功率固态断路器进行关断实验。

高压交流电力系统断路器选型研究

为解决传统断路器选型方法在500kV高压交流电力系统中无法及时发现并切断故障线路的局限性,文章提出了一种更为高效的断路器选型方法。首先,在选择断路器前,对外绝缘参数进行精准分析,并基于这些分析结果合理取值,再依据这些参数,选择适合的断路器脱扣器。其次,进行上下级断路器之间的选择性配合设计,以确保在故障发生时能够精准、快速地断开故障线路,有效预防事故的发生。通过该方法,可实现对500kV高压交流电力系统中断路器的精准选型,提高断路器对故障线路的响应速度,增强电力系统的整体稳定性和安全性。

可控型混合无功补偿对瞬态恢复电压影响研究

可控型混合无功补偿(hybrid reactive power compensation,HRPC)对输电线路暂态特性的影响亟待研究。在分析可控型混合无功补偿结构功能的基础上,以晋东南-南阳-荆门特高压示范线路为背景,建立特高压混合无功补偿线路单相接地故障等效模型,研究可控串联补偿+可控并联电抗器(thyristor controlled series compensation+thyristor controlled transformer,TSCT+TCT)混合无功补偿对断路器开断特性的影响。基于拉氏变换和等值参数集中电路,分析瞬态恢复电压(transient recovery voltage,TRV)影响因素,得出瞬态恢复电压随可控型混合无功补偿度变化规律。利用PSCAD/EMTDC,研究安装可控型混合无功补偿前后对瞬态恢复电压的影响,验证分析方法的有效性。结果表明:随着可控型混合无功补偿度的增加,TRV峰值和上升率R RRV不断增大,而TCT对瞬态恢复电压影响较小。

一种新型限流型高压直流断路器拓扑

随着柔性直流输电技术的不断成熟,直流输电变得越发普及,而高压直流断路器作为直流输电系统的关键部分,其重要性不言而喻。针对现有高压直流断路器存在故障时短路电流大、分断速度慢、避雷器吸收能量过高等问题,提出了一种具有限流能力的新型高压直流断路器拓扑,该拓扑在传统直流断路器换流支路基础上增加了H型桥限流部分,利用平波电抗器与限流部分共同限流,可以显著降低故障时电流的上升速率与峰值。文中详细说明了新型拓扑的基本工作原理,对故障分断过程进行理论分析并给出相关参数的影响关系及选取依据,通过搭建基于Pscad/Emtdc仿真软件的新型限流型断路器模型,与已有限流型断路器方案相比,避雷器能量吸收降低了62.8%,故障分断时间减少了0.8 ms,并具有良好的可靠性与经济性,仿真结果验证了所提新型限流型直流断路器拓扑可适用于当前柔性直流电网。

550kV/80kA断路器大容量试验回路研究

随着电网容量的不断增加,电力系统对断路器开断短路电流的能力要求也越来越高,550 kV/63kA断路器已不能满足某些电网的需要,为了配合550 kV/80 kA断路器的研制,文中设计和建立了550kV/80kA断路器大容量试验的试验回路,介绍试验回路设计中遇到的问题以及解决方法。

高压断路器容性投切合成回路时序控制系统设计实验教学研究

电力系统中需频繁使用高压断路器投切电容器组来进行无功补偿,从而提高功率因数、减少功率损耗以及稳定电压和提高供电质量,因此,容性电流投切实验对考核高压断路器性能至关重要。实验室多采用合成回路考核高压断路器的容性电流投切性能,为此,介绍一种新型容性电流投切合成回路和相应的操作时序控制系统,该合成回路利用三相交流电源的相角特性可直接做到电压源和电流源的相位同步,无需复杂的相位同步装置,操作更加简便可靠。回路时序控制系统主要由基于LabVIEW的上位机软件操作平台和基于Arduino的下位机控制单元构成,实现了智能化和可视化控制。系统设计考虑抗电磁干扰性能,采用光电技术传输信号,以避免高电压大电流信号对控制信号的干扰,经测试,整个控制系统在高压环境中表现出色。通过本实验教学,学生不仅能了解容性投切合成回路的控制方案,还能掌握时序控制原理,并培养动手操作和工程软件应用的基本能力,为未来相关岗位工作奠定基础。

GIS高压开关柜断路器机械特性测试方法的研究

在高速铁路牵引供电系统中,针对变配电专业采用气体绝缘组合电器设备(GIS)高压开关柜的组合电器形式,其中的电气设备在设计之初就定义为免维护的形式,但在实际运营中,高压断路器在行业规程中是要求对其进行机械特性进行测试的,且其机械特性的优劣也直接影响着整个供电系统的运行安全。有鉴于此,设计出一套专用的试验设备,针对GIS高压开关柜断路器的电气结构特点,利用分、合闸线圈得电作为起始条件,利用分、合闸时线路电气设备的电量变化作为终止条件,进行综合分析,得到断路器机械特性中的分、合闸和弹跳时间,从而实现对此断路器的状态判别。

模块级联多端口混合式直流断路器研究

高压直流断路器是解决多端及直流电网故障快速隔离的有效方式,近年来发展迅速,国际上完成了多种技术路线样机开发与工程应用。混合式高压直流断路器是当前主流技术路线,因采用大量全控器件,利用率低、成本较高,制约了其在直流电网中规模化应用。该文针对直流电网中多直流出线应用场景,基于模块级联技术提出一种多端口混合式直流断路器拓扑,阐述其在典型系统故障工况下动作原理,完成核心部件电气应力数值分析与设计,仿真研究所提方案在四端直流电网应用性能,完成与现有技术对比分析,论证所提出多端口组合开断方法可行性与实用性,为高压直流断路器技术经济性能提升提供解决方法,推动高压直流断路器在直流电网中更为广泛应用。

高压断路器运行中出现的储能机构异常分析及解决措施

为了探讨高压断路器运行中出现的储能机构异常分析及解决措施,文章以一起220kV高压断路器运行中因储能电压异常导致分闸闭锁的故障问题展开了分析,明确了故障排查过程,并提出了改进措施,解决了当前高压断路器储能电源失压信号监视不到位的安全隐患。

考虑电动力效应的高压断路器动力学特性仿真分析

创新地利用多体动力学仿真软件包ADAMS建立了VS1型真空断路器操动机构的动力学模型,并用试验对模型的有效性进行了验证。同时,还建立了真空断路器电动力计算模型,将开断和关合过程中的电动力分为洛仑兹力和霍尔姆力。以上述两个模型为基础,对断路器短路开断过程进行了仿真,研究了不同的开断条件下电动力对断路器机械特性的影响,从而为断路器的优化设计和状态检测提供了必要的理论依据。此后采用试验的方法对仿真结果进行了部分验证,验证结果表明,仿真在一定程度上揭示了断路器的运行规律。

特高压断路器的大容量开断试验等价性分析与开断试验方法

根据特高压断路器试验要求,对Weil-Dobke电流引入型合成试验回路的等价性进行了分析,探讨了引入电流的频率要求。介绍了ABB公司的EPIC合成试验回路,讨论了EPIC回路的结构和工作特点,指出了EPIC回路存在的问题。提出了适用于特高压断路器大容量试验的XIHARI合成试验回路,详细介绍了该回路的工作原理,对其试验等价性进行了分析。

几种用于特高压断路器的容量试验回路分析

由于短路容量大、恢复电压高,采用传统的合成试验方法已不能考核特高压交流断路器的短路开断性能。笔者根据STL合成试验导则中的3种特高压短路开断试验回路,利用PSCAD进行仿真计算,得到相应的电压波形,以此为边界条件,用ANSYS对特高压断路器开断后电位分布进行了仿真,并对3种特高压断流容量试验回路进行了分析。

考虑断路器在线状态的电网风险评估方法

对高压断路器的在线健康状态进行了综合评估,将其在线健康状态引入到电网的风险评估中,提出一种考虑了高压断路器在线健康状态的电网风险评估方法。文中提出了考虑断路器在线健康状态的停运模型,并在该停运模型的基础上结合以往的线路统计数据,对整体电网的风险评估进行了分析和计算。最后,通过IEEE-RTS 79测试系统对提出的方法进行了仿真计算,通过对电网风险充裕性指标的计算和分析,验证了该方法的科学性和可行性。

直流断路器电流开断试验技术与试验回路

随着直流电力技术的不断发展,直流断路器在高、低压直流电网中的重要性日益明显,直流断路器的试验技术与试验回路设计、实施也成为容量试验站研究的热点。文中分别讨论了中低压直流断路器、高压直流断路器的电流开断技术、开断要求,以及开断试验回路的设计、实施和试验技术。所设计的中低压直流断路器电流开断试验回路一期调试结果为额定电压2 kV、额定短路电流82.6 kA/峰值126.2 kA,完全满足1.8 kV/80 kA直流断路器的试验需求,此外根据设备参数理论上的试验容量可以满足额定参数4 kV/125 kA直流断路器的试验需求。进一步讨论了高压直流断路器电流开断的合成和直接试验回路,并给出了以直接试验回路进行试验时的典型试验结果。文中的研究内容为大容量试验站进行中低压和高压直流断路器电流开断试验回路设计和试验实施具有一定的参考价值。

基于变电站巡检机器人的室外断路器状态自动识别算法

对于变电站高压断路器的状态识别问题,本文提出了一种基于图像处理的自动识别算法,该算法基于变电站巡检机器人平台,使用双模板匹配方法,参考目标区域差异度,自动识别断路器的"分"、"合"状态,可靠性高,漏检率低,可以直接用于固定点变电站设备监控系统或自主移动机器人巡检系统,为变电站无人值守和智能变电站建设提供了可靠的方法和手段。

交流特高压开关设备容量试验

交流特高压输电工程用关键设备的可靠性,是系统安全稳定运行的必要保障。此类设备的运行工况复杂,仅依靠模拟计算无法实现其性能的有效考核。针对特高压开关设备容量试验,西安高压电器研究院有限责任公司在试验参数、试验回路方面进行了大量的研究,填补了国际国内关于特高压设备容量试验的一些空白,在实施特高压试验方面积累了一定经验。研究表明,对于断路器必须实施T100a和T100s(b)整极试验才能实现对其零区热效应及断口之间、母线对壳体之间的有效考核;容性电流试验中,压升必须满足标准要求才能有效考核短燃弧;针对输电回路中安装有串补装置的情况,必须对断路器实施附加试验。笔者主要就交流特高压输电工程用关键设备的容量试验开展情况进行简单介绍,包括试验所依据的标准、开展的试验项目、典型试验回路等。

特高压变电站无功装置主断路器合闸控制优化改进及效益评估

特高压电网中的无功补偿装置具有无功输出容量大、运行电压高等特点,其特殊性和重要性对投切电容器组的断路器合闸回路可靠性提出了更高要求。笔者提出了特高压变电站中110 kV电容器组专用断路器的合闸控制回路改进方法,采用双合闸控制回路并配置专用信号回路,该种方法可有效改善电容器组断路器合闸控制回路故障频发,提升特高压电网无功补偿装置运行可靠性。

1999～2003年高压断路器运行分析

文章给出了1999-2003年全国电力系统110(66)kV及以上高压断路器的装用情况,重点对其在运行中的事故及障碍情况分别按类型、电压等级、事故责任分布进行了统计分析,对发生拒动、误动、绝缘、载流、外力及其他不同类型故障的原因进行了分析,总结了高压断路器故障反映出的制造质量、改造更新、检修管理与检修质量、进口或合资企业产品的市场准入、高压断路器合-分时间要求和开断能力试验考核、绝缘性能、绝缘拉杆松脱断裂、发电机-变压器组扩大单元接线中发生非全相运行时发电机保护等方面的主要问题,并提出了技术对策和防范措施。

高压直流断路器对比及应用前景分析

高压直流断路器在柔性直流输配电技术中的作用日益突出,针对国内不同柔性直流工程在直流断路器选型方面的差异,对比不同高压直流断路器的技术特点和应用前景;在分析柔性直流电网的发展以及其对高压直流断路器的性能要求的基础上,阐述目前3种主流高压直流断路器的拓扑结构、开断原理等,并就性能差异、不同的特征指标进行对比分析,提出不同断路器的适用场景及直流输电工程中的选型建议,指出混合式直流断路器换流原理简单、运行可靠,是目前最理想的高压直流断路器,将得到更为广泛的应用。

高压断路器现场测试专用直流电源研制

目前高压断路器现场试验所用整流电源的负载特性难以满足试验要求。根据高压断路器操动机构的工作状况及发展趋势研制了一种高负载调整率的高压断路器现场测试专用便携式直流试验电源。现场试验表明 。