直流真空断路器的新型大电流强迫换流分断方法

为提升直流真空断路器的大电流分断可靠性,在典型强迫换流技术的基础上,提出了一种新型的换流分断方案。利用一辅助开关的导通分流作用,通过减小有效换流电流,大幅降低真空断路器熄弧前附近的电流下降率;并在熄弧后,通过该辅助开关的导通电压钳位作用,使真空断路器的暂态恢复电压产生一段低电压区间,从而改善真空间隙的弧后介质恢复特性,实现中、高压直流大电流的可靠分断。同时详细分析了新型换流分断方案的换流过程及其主要影响因素,获得了换流电路杂散电感及辅助开关导通时刻等参数对换流性能的影响规律。最后,开展了快速真空断路器的13 kA换流分断试验,试验过程中熄弧前的电流下降率被有效降低为约55 A/μs、总共持续了约50μs;且在熄弧后约130μs时间内,暂态恢复电压被限制至未超过600 V。试验结果验证了该新型方案的实用性和有效性。

直流真空断路器弧后介质恢复特性影响因素分析

直流真空断路器采用人工过零的方式实现故障开断,是当前直流系统兼具经济性与可靠性的控保方式之一,其弧后介质恢复特性是判定故障开断成功与否的关键条件。为探究直流真空断路器电磁与机电参数耦合作用下介质恢复特性的影响因素,本文基于连续过渡模型、能量守恒定律和电荷守恒定律,建立了零区带电粒子数密度计算模型,研究了触头型面参数和零前电流下降率影响下的零区带电粒子数密度分布;通过搭建12 kV直流真空断路器配永磁斥力机构运动特性测试平台,实验测得机构位移–时间特性曲线,研究了短路开断电流、零前电流下降率和换流投入时刻影响下的零区极间距分布。在此基础上,基于漂移扩散方程、Maxwell–Stefan方程和泊松方程,建立了弧后鞘层发展模型,以求得电磁与机电参数影响下的电场强度最大值;并与零区金属蒸气压和短路开断电流影响下的临界击穿电场强度对比分析,进而评估不同换流投入时刻、零前电流下降率、暂态电压上升率、触头直径下的弧后介质恢复强度。此外,求得了直流真空断路器可靠开断时零前电流下降率和换流投入时刻的极限安全域,以及电磁与机电参数耦合作用下的最小安全间隙与开断电流极限,为设计满足可靠开断要求的直流真空断路器灭弧系统结构参数与换流参数群组提供解决方案。

可控硅关断参数分析及新型可控硅的应用

对可控硅误触发行为及关断过程的分析表明,du/dt参数固定的条件下,di/dt的临界值越高,电路的可靠性越高.di/dt临界值大大提高的逻辑可控硅、无缓冲器可控硅等新型可控硅不但能提高电路的可靠性,还可以降低成本.

基于载流子抽取模型的Trench Gate/Field-stop IGBT驱动器有源箝位功能分析

针对Trench gate/Field-stop IGBT结构特有的关断过程中集电极电流下降率不可控问题,引入了载流子抽取模型来模拟器件关断过程中的集电极电流下降阶段器件内部载流子的动态行为特性,并以此为基础分析了驱动器为适应Trench gate/Field-Stop IGBT结构这种关断特性而引入的有源箝位功能的作用机理,验证了载流子抽取模型在器件级与电路级交互作用分析中的实用性,为后续实现器件与电路的最佳匹配奠定了基础。

城轨直流牵引供电系统短路试验

阐述直流牵引供电系统短路试验的目的和意义。结合实际工程直流牵引供电系统短路试验,介绍短路点的选取、对地短路短接方式等重要的试验程序和试验方法。对实际短路情况的数据结果进行分析,为直流牵引供电系统短路试验的进一步研究提供参考。

IGBT工作结温的状态识别

研究了绝缘门极晶体管 (IGBT)关断时阳极电流最大下降率与结温的关系 ,在此基础上提出了利用阳极电流最大下降率识别 IGBT在线结温的方法 .此外 ,分析了阳极电流最大下降率的产生时刻及其与 IGBT过流状况的关系 ,并定义了参数Δt作为判别 IGBT过流状况的特征量 .