充放电效率的超级电容组容量配置

通过超级电容等效电路模型,分析了超级电容组不同充放电模式下的充放电效率。提出了超级电容组充放电效率的计算方法,在提供的总能量为80 k J,放电功率为50 k W,放电因数为50%条件下,研究了超级电容组的容量配置。仿真获得了超级电容组的效率曲线以及超级电容组所需器件组数曲线。研究结果表明:无论是恒电流还是恒功率充放电,为获得高效率,超级电容组充电电流须限制在210 A以下,放电电流不得超过190 A;充电功率需限制在10.6 k W以下,放电功率不得超过9.5 k W;超级电容组在容量配置时考虑效率就会导致所需器件组数的增加。试验曲线与仿真曲线基本吻合,表明了仿真方法的正确性。

基于buck-boost变换器的超级电容组均衡管理系统

为了克服电动车用串联超级电容组因其单体电容器性能差异造成的供电性能缺陷,提出了通过脉宽调制（PWM）信号控制完成电容组中相邻单体电容电压均衡的策略,并研制出了基于buck-boost变换器的超级电容组均衡管理系统.在电动车中的试验结果表明,该系统在串联超级电容组的充放电过程中能够有效地完成单体电压的均衡,避免了性能较差的单体电容器的过充或过放,同时提高了电容器有限容量的利用率.

混合动力客车超级电容组快速放电设备的研制

针对纯超级电容混合动力客车售后维修存在的高压安全性问题,设计出具有便捷、智能、安全的高压快速放电设备.试验与理论分析可知:所设计的放电设备耗能元件阻值及其发热满足人体安全要求,阻值参数设计合理;由于采用单片机控制,该设备具有智能化特性,并能保证期便捷性与安全性.

基于PID算法的超级电容组无线恒功率充电控制分析

超级电容组进行直接充电时存在功率损耗。随着时间增加,充电功率逐渐降低。采用无线恒功率充电,能恒定充电功率,拓宽应用范围。针对超级电容组进行恒功率无线充电的研究,设计了无线充电系统的硬件,并采用经典PID控制算法实现了恒功率充电。硬件设计中给出了无线电能传输环节的硬件设计、充电环节的硬件设计和超级电容组的硬件设计。软件设计中给出了PID控制算法的设计。对系统的硬件设计、无线电能传输原理、恒功率充电PID控制算法做了详细分析。实验中对硬件电路、PID控制算法进行了单独测试,得出了实际测试结果,对直接充电方式、恒压充电方式、恒流充电方式和恒功率充电方式进行了对比测试,得出实验结果曲线,并对结果做出分析,得出恒功率充电方式的优越性。

两起补偿电容组谐波事件的原因分析

通过对两起补偿电容组故障原因分析,总结出补偿电容组与电力谐波互相之间的影响。最后,为避免电力谐波对补偿电容组的损害,对补偿电容组的谐波监测方法、电抗率的配置及安全运行提出建议。

电容组成套装置串抗电抗率的选择

目前电力系统常见的无功补偿方式主要有同步调相机、并联电容器组以及并联电抗器,其中使用最为广泛的为并联电容器组,但是在运行的供电系统中通常存在大量的高频电流谐波,这在一定程度上会导致电容器发生故障,该文从在并联电容器组上串联合适电抗率的电抗器角度进行分析,找出含有不同谐波的电力系统适合使用电抗器的电抗率,为在保障电容器安全运行的前提下选择经济的电抗器提出理论依据。

8kV级27Mvar可控硅投切电容组的防爆设计

TSC+TCR+FC是目前公认的一种较好的大容量静止型补偿装置,具有连续调节范围大,有功损耗低、响应时间快等优点。在国内某500kV变电站安置的进口TSC用电容器组中的一相发生爆炸事故后,用户拟用国产设备代替。为此,西容厂协助用户对恢复故障相的电容器设备作了一些工作,提供了产品。在原△接线及桥差保护方式不变的情况下,改变了每个桥臂中电容器的接线方式,在单台电容器容量不变的情况下,改变电容器的电压、电流参数,从而大大降低电容器可能受到的爆破能量,在今后才能保证它的正常运行。通过这次实践,可认为在今后静补装置中常用的数万千乏一组的电容器组中,只要适当注意内部接线方法,对电容器采用多串少并,设计符合电容器组绝缘配合、低电压、大电流的电容器,就可使电容器受到的爆破能量大大低于水电部规定的电容器耐爆能量数值。

基于串联非线性电阻组合开关的补偿电容器组投切重燃过电压研究

文中旨在研究电力系统中切除并联无功补偿电容器组时出现的过电压问题。通过ATP-EMTP软件,搭建了投切电容器组模型,仿真了普通开关和串联电阻开关在多种工况下的过电压水平。为解决串联电阻开关在限制两次两相重燃时效果不佳的困扰,提出了采用串联非线性电阻组合开关的解决方案,并对比了3种方案在限制过电压方面的效果。仿真结果表明,串联非线性电阻组合开关在两次两相重燃工况下表现出卓越的限制效果,能够有效地抑制过电压并保护电容器组绝缘。该组合开关可以作为电力系统中并联电容器组无功补偿系统设计的参考。

斜角进风超级电容模组空冷过程的模拟仿真计算

提出一种斜角进风的超级电容热管理系统的空气冷却策略.基于流-固耦合的传热原理,通过Comsol仿真软件,模拟自然对流下的模组温度,并验证仿真的真实性和可靠性.仿真分析结构的入口角度对超级电容模组冷却效果的影响.结果表明,适当角度的斜角能够显著降低超级电容模组的最高温度和最大温差.当进风口角度为45°时,相较于直角进风,超级电容模组的最高温度和最大温差分别降低7%和26%.随着入口角度由小变大,超级电容模组的最高温度和最大温差的变化趋势呈“M”形.

基于串联电阻开关的电容器组投切重燃过电压仿真研究

研究了在500kV超高压变电站的电容器组补偿系统中,通过采用串联电阻开关来限制并联电容器组投切过程中的过电压和涌流问题。通过仿真分析了不同串联电阻阻值的影响,并提出推荐阻值,对比了使用普通断路器、相控断路器和串联电阻开关对过电压与过电流的限制效果。结果表明,串联电阻开关能有效降低重燃概率,同时可降低重燃后的过电压水平。从经济和技术角度分析,认为串联电阻开关具有较低的断路器要求、更好的经济性和实用性。

基于冲击发电机系统的中压断路器背对背电容器组开合试验技术

背对背电容器组开合试验用于考核断路器开合电容器组的重击穿概率,是重要的型式试验项目。针对关合涌流峰值I_(bi)和涌流频率f_(bi)在试验过程中难以准确调控,文中在分析国家标准对试验回路要求的基础上,提出以冲击发电机为试验电源的背对背电容器组三相开合试验回路,应用等效电路推导了涌流峰值I_(bi)和涌流频率f_(bi)的一般计算公式,并得出在试验电压12 kV,关合涌流峰值20 kA,开断电流分别为400 A和800 A时,线路长度l和电容值CS、涌流频率f_(bi)之间的量化关系,结果表明线路长度l与电容值C_(S)呈正相关,与涌流频率f_(bi)呈负相关。最后,应用3200 MVA冲击发电机试验系统,配置电源回路和负载回路的三相电容器组,进行了额定电压12 kV断路器背对背电容器组开合试验,关合涌流峰值I_(bi)和涌流频率f_(bi)均满足标准要求,验证了文中计算方法和试验回路的正确性和有效性。

10 kV并联电容器组不平衡保护动作诊断及分析

针对一起10 kV并联电容器组不平衡保护动作的故障案例,通过现场对并联电容器、电抗器、放电线圈、避雷器等进行诊断性试验,利用PSCAD对不平衡电压仿真计算,以及根据规程重新核算保护定值,最终确认了引起保护动作原因为该电容器内部存在故障以及不平衡保护定值设置不当。

10BA11A电容器组故障原因分析及处理

供电装置110 kV/10 kV系统在投用10 kV A段电容器组时,出现瞬间保护出口动作造成了分闸故障。分析电容器组10 kV开关保护装置的动作特点及电容器控制柜内发生的弧光短路特征,找出了电容器组产生弧光短路的原因,并采取了相应的处理措施。

π型接线高压电容器组不平衡电流离线测试方法

国内交、直流滤波器电容器组一般采用H桥型结构,但某些换流站采用π型结构电容器组,H桥型电容器组不平衡电流离线测试方法不再适用。本文提出将π型结构电容器组构成H桥型间接测量不平衡电流的新方法,分别对电阻、电容和电感3种构成H桥的方法进行计算公式推导和仿真分析。为减小现场电磁干扰对测量精度的影响,本文采用多频率点测试不平衡电流的方法进行现场测试,结果表明新方法理论思路正确,可以准确测量不平衡电流。

±1100 kV特高压直流工程1000 kV交流滤波电容器组的研制

1000 kV交流滤波电容器组是昌吉-古泉±1100 kV特高压直流输电工程主要设备之一,用于消除1000 kV侧交流系统的谐波、补偿无功功率和改善系统的电压质量。从技术角度对1000 kV交流滤波电容器组研制进行较为全面的总结,通过采用线性插值法进行电容器组绝缘配合计算分析,推导出电容器塔底部对地绝缘水平(LIWL/SIWL)的计算公式,采用有限元分析软件ANSYS建立有限元仿真模型验证电容器组的抗震性能和电场强度。对电容器单元不同的降低噪声方案进行噪声测试,对比分析得到降噪效果、经济性和安全性最优的降噪方案。结果表明:1000kV交流滤波电容器组设计和制造满足±1100kV特高压直流输电工程要求,电容器组可以安全可靠运行。

10 kV电容器组运行异常的原因分析与处理

不平衡电压保护是电容器组的主要保护,首先介绍了电容器组故障的基本情况,分析了电容器组不平衡电压保护动作的原因,剖析了2起电容器组开关合闸后故障跳闸的案例,通过试验检查和数据分析找到了故障产生的原因,验证了保护动作原因分析的有效性,最后提出了相关防范措施和处理建议。

电容器组W相电抗器故障分析和整改措施

2022年7月13日下午,某220 kV变电站213电容器组冒烟起火,进行现场操作并迅速灭火。现将设备排查情况、设备故障分析和整改措施分析如下。1设备现场排查情况(1)历史数据查询。某220 kV变电站2133号电容器组于2021年6月11号进行预防性试验,试验过程中,并没有发现其他异常情况。

35 kV电容器组串联电抗器的异常分析及改进

传统的并联电容器具有操作简便、成本低廉的优点,但如果容量选择不正确,可能导致电网中的谐波被过度放大,威胁电网的安全性,因此,电容器串联电抗器非常重要。本文介绍如何通过调整串联电抗器的电抗率来有效抑制谐波,以解决实际工程中电抗率因选择不当而导致的异响问题。

并联电容器组状态监测的新型无线传感器设计关键技术研究

并联电容器组频繁投切补偿电网无功过程产生严重涌流和谐波,瞬间过电压和大电流对电容器单元运行安全威胁极大。提出一种基于无线传感技术的电力电容器状态监测方案,通过铁心磁场分布、材料特性和线圈输出功率分析,确定传感器采用闭路铁心高压取能、开路铁心测量的双CT结构,利用内置A/D及ZigBee通信协议栈的CC2530芯片,以及专用信号处理电路实现电容器单元电流和温升感知;由低功耗IEEE 802.15.4标准协议将终端节点信息加密无线组网,汇聚的数据在后台机进行综合判别分析。双铁心结构传感器的紧凑化设计,解决了铁心磁性饱和下高位取能、线性区的准确测量问题,实现了传感器现场高压绝缘、抗干扰和无线组网设计的整体性能优化。

电容器组故障的分布式电流保护方法研究

针对电容器组三相不平衡保护存在使用范围有限和无法识别对称故障的问题,提出一种电容器组故障的分布式技术保护方法。电容器组某台电容器内部发生短路故障后,若不及时切除,易发生外壳爆裂事故。本文研究利用短路故障发生时的电流暂态峰值与电容器标准中的整定值进行比较,实现各台电容器的分布式保护。本文研究过程中利用PSCAD/EMTDC软件,搭建了18台电容器组模型(单台电容器4串13并结构),对电容器内部元件发生短路故障的状态进行模拟仿真。研究结果表明,电容器内部一个或多个元件故障时,其故障电流峰值基本相同,且投切时系统最大峰值电流小于故障电流峰值,故障电流峰值对电容器组的分布式保护整定值提供了重要参考依据。