三峡至常州±500kV高压直流输电用晶闸管阀技术特点

介绍了三峡至常州±500kV高压直流输电用晶闸管阀体结构;并从电力电子器件、晶闸管控制单元、晶闸管模块、电抗器、冷却系统和绝缘防火结构等几方面,分析了瑞士ABB公司提供的高压晶闸管阀技术特点,以及高压换流阀技术发展趋势。

船舶电站可控硅励磁系统H_∞控制器的研究

船舶电站电压的稳定性主要取决于同步发电机调压系统的响应特性。为了抑制负荷的扰动,提高系统的动态精度,将H∞控制理论应用于可控硅励磁系统的设计,将可控硅励磁系统的性能要求转化为标准H∞控制问题。计算机仿真实验结果表明,应用H∞控制理论设计的控制器能有效地提高系统精度和抗扰动能力。

抽油机节能控制柜的研制

针对抽油机功率因数低、能耗高等问题,研制了抽油机专用节能控制柜。该系统通过检测负载电流,经隔离后送入控制器,根据负载状况产生控制信号,使晶闸管按照负载变化控制导通角,实现电动机输出功率与负荷变化的跟踪,从而减少了能量的浪费,提高了系统的功率因数,具有较好的节能效果。该设备已经应用于大庆油田采油二厂32 kW电动机,取得了较好的经济效益。

高压直流换流阀晶闸管控制单元保护特性与晶闸管级仿真建模

晶闸管级是组成高压直流换流阀的最小结构单元,晶闸管控制单元(TCU)是晶闸管级的关键元件。研究晶闸管级TCU的保护特性对于改进TCU保护逻辑功能设计以及晶闸管换流阀精细化仿真建模具有重要意义。以此为出发点,搭建了晶闸管级TCU保护特性的实验研究平台,研究了晶闸管级在断态和反向恢复期内不同时刻承受高幅值、高陡度侵入电压时TCU的保护特性。实验结果表明,断态下TCU的保护阈值在侵入低陡度电压时基本保持不变,而侵入高陡度电压时随陡度升高而降低;反向恢复期内TCU的保护阈值与电压侵入的时刻无关而随侵入电压陡度的升高而增大。在此基础上建立了一种考虑TCU保护功能的晶闸管级仿真宏模型,仿真结果表明此模型不仅能够反映晶闸管的基本动、静态特性,也能准确反映TCU保护特性,仿真结果与实验结果相吻合。

基于控保协同的环形直流微网单端测距保护技术

目前,直流微网的保护方案大都依赖于线路两端直流断路器的快速开断能力与通信设备的可靠性,然而现阶段直流断路器成本高昂,且线路两端通信将会大大增加直流微网的建设运行成本。基于以上背景,文中以四端环形直流微网系统为研究对象,提出了一种基于控保协同的单端测距式保护技术。该方法分为故障控制与保护实施2个阶段。在故障控制阶段,通过改变电压源型换流器(VSC)自身以及外加可控元件的主动控制策略,使直流线路故障电流为零;在保护实施阶段,基于采用主动控制后VSC直流侧输出电压的周期性(20 ms)与电力电子元件的可控性,构建VSC与故障点的唯一回路,然后基于传统RL算法即可实现单端无差故障定位,接下来会出现线路电流持续过零,在此基础上,通过快速隔离开关实现故障隔离。该方法基于控保协同思想,消除了环网系统单端故障测距中对端电流的干扰,且线路两端无需配置直流断路器,仅利用快速隔离开关与故障控制策略进行时序逻辑上的相互配合即可实现故障隔离。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建四端环形直流微网系统模型,验证了该控制和保护方案的有效性。

基于MOS控制晶闸管的高压电容放电特性

为了研究国产金属氧化物半导体(MOS)控制晶闸管(Metal?Oxide?Semiconductor controlled thyristor,MCT)与高压陶瓷电容组成的电容放电单元(Capacitor Discharge Unit,CDU)的放电特性,设计制备出体积为40 mm(L)×25 mm(W)×8 mm(H)的CDU,其回路电感约10 nH,电阻约100 mΩ。首先分析了CDU回路的R-L-C零输入响应方程,采用CDU负载短路放电实验进行验证,研究发现随着电容值的增大,CDU的峰值电流、峰值电流上升时间、高压电容的放电时间等关键参数均增大;随着放电电压的升高,峰值电流增大,峰值电流上升时间不变。采用微型爆炸箔芯片(Cu桥箔35 mΩ)和硼/硝酸钾(Boron?Potassium Nitrate,BPN)点火药(硼粉/1.50μm,压药密度/1.57 g·cm^(-3))验证了CDU的作用效能,在0.36μF/1.20 kV下,测得回路峰值电流2.032 kA,桥箔两端电压0.9273 kV,峰值电流、电压延迟时间32.4 ns,爆发点时刻168.2 ns,爆发点功率1.490 MW,且CDU能可靠进行BPN的飞片冲击点火。结果表明,基于国产MCT和高压陶瓷电容的CDU基本适用于爆炸箔起爆器等脉冲大电流激发火工品,但其综合性能仍需改进。

HVDC晶闸管换流阀中晶闸管反向恢复期保护电路几个问题的探讨

三峡———常州高压直流输电的晶闸管换流阀中 ,每个晶闸管都有一块控制电子线路单元 (TCU) ,其功能为控制并检测该晶闸管。另外 ,还具备正向保护 (PF)和反向恢复期保护 (RP)性触发功能。笔者就反向恢复期保护电路中的几个问题进行探讨。

TCT式可控并联电抗器晶闸管阀取能方式分析

对晶闸管控制变压器(TCT)式可控并联电抗器结构特点进行分析,并总结其运行特点。根据晶闸管控制变压器式可控并联电抗器在90°180°范围内平滑调节容量的特性,重点分析电压取能和电流取能对其运行特性的影响,并提出晶闸管控制变压器式可控并联电抗器使用电压和电流混合取能的方法。通过建立真实动态模型,证明了该方法的可靠性和可行性,为晶闸管控制变压器式可控并联电抗器的设计提供了依据。

晶闸管换流阀TCU取能电路工作特性分析

晶闸管控制单元(TCU)是高压直流换流阀设备的核心部件,工作时需从换流阀主回路获取能量。在简要介绍TCU取能电路工作原理的基础上,应用仿真方法,分析了换流阀闭锁、整流和逆变运行及遭受电压冲击情况下,TCU取能电路的工作特性。根据分析结果可知,目前的TCU取能电路设计,可满足换流阀各类工况下的应用要求。

特高压大组件换流阀用晶闸管控制单元板卡防火装置的研制

作为换流阀设计中的关键环节,防火设计的优劣关系到系统运行的安全和稳定。针对特高压大组件换流阀,文中介绍了一种晶闸管控制单元用板卡防火装置的研制过程。基于交流耐压和局放试验、振动试验、温度循环试验,以及防火性能试验,验证了该防火装置的可靠性和防火性能。通过在哈密站和金华站中的成功应用,实现了对已投运工程换流阀防火设计的整改,提高了现有设备的防火性能,同时也为后续换流阀设计提供了可供借鉴的思路。

新型高压TSC阀基电子系统关键技术及应用

本文着重介绍高压TSC的阀基电子系统。根据TSC的工作原理以及晶闸管阀体串联结构,分析了高压TSC阀基电子系统的功能和工作特点,提出一种基于光电触发方法的TSC阀基电子系统;同时本文对阀基电子系统的工作机制和晶闸管控制单元的关键电路进行了讨论,并通过TSC阀基电子系统10 kV运行试验,证明此系统有效克服了电磁方式的阀基电子系统的缺点,能够满足TSC在电网中安全、可靠的运行要求。

高压晶闸管换流阀电控型和光控型晶闸管反向恢复期的不同保护策略

随着我国高压直流输电(HVDC)的发展,不管是电控型(ETT)还是光控型(LTT)晶闸管换流阀,在运行中其反向恢复期(reverse recovery period)保护功能均出现了一些缺陷和问题,导致换流阀强迫停运。为此,作者在对这两种不同技术换流阀反向恢复期的机理和不同的保护策略进行分析研究的基础上,针对在工程运行中该保护出现误判、误动、延时形成死区等缺陷的原因进行了分析,得出主要原因为ETT阀未能采用直接的正向电压变换率(du/dt)探测,而LTT阀则因该保护无双重化配置和监测功能。针对此,进而提出ETT阀改进为直接du/dt保护的策略;在LTT阀的RPU保护单元增加双重化配置和监测功能的优化方案,为这一关键保护更加精准有效提出了一种自主国产化的新思路。

直流输电换流阀信号高速采集系统

晶闸管换流阀采集设备运行回路,是直流输电系统的核心设备,其运行异常所引发的系统故障时有发生。通过对该回路信号的分析与处理监控晶闸管回路的运行状态,实现异常状态的预警,这对直流输电设备的运维管理有着重大的意义。本文提出的嵌入式晶闸管换流阀信号高速采集系统,包括主控模块、光纤信号采集模块和模拟量采集等模块,其可实现对93个通道、最小脉宽达2μs信号运行实时采集,采集频率为100Hz。通过与上位机的通信,完成数据的存储、运行状态的分析、异常预警等功能。

等离子电源高速稳流控制系统的设计

介绍了一种大功率等离子电源控制系统的工作原理、硬件构成及软件流程。该电源控制系统以美国TI公司生产的TMS320F2812芯片为控制核心,以数据采集系统和上位机为辅助,满足了等离子电源控制精度和速度的要求,是一种稳定可靠,实时性和精确性都非常高的电源控制系统。

医院中心负压机组节能技术研究

针对中心负压机组存在能源浪费问题,设计一套系统以求解决此问题。根据医院现有条件(大型中央空调机组常年运行)进行总体框架设计,依次确定硬件结构、硬件选型、程序设计、参数设定,对整个中心负压机组冷却系统进行试验,将原有冷却系统与新设计冷却系统进行对比,得出新设计的中心负压机组冷却系统节能效果较为显著,可以减少中心负压机组压缩机结垢和污水排放。