低气压直流转换开关开断能力研究

直流转换开关被广泛应用于特高压直流输电工程,用于系统运行方式的切换。其多采用无源自激振荡的技术路线,具有结构简单、性能可靠等优点。该文以直流转换开关为研究对象,通过SF6气体低气压特性分析,结合直流转换开关开断过程灭弧室的气流场仿真分析结果,优化气流通道,设计出适用于低气压环境的大容量开断装置。采用了低频振荡电流法等效直流电源进行直流转换开关的电流转换能力验证,分别在不同电流、不同气体压力时进行电流转换试验。由试验结果可知,随着开断装置充气压力的降低,电流转换的能力下降率达到10%~25%,且燃弧时间较长。通过仿真和试验研究,为低气压条件下直流转换开关的设计和电流转换能力评估奠定了基础。

信号系统在“双流制”铁路交直流转换区的应用

为推动市郊铁路和城市轨道交通互联互通,加快实现轨道交通“四网融合”,必须建设“双流制”铁路,因此需克服列车以不降弓、全自动无感的方式完成交直流供电制式转换成为“双流制”供电制式的技术难题。江跳线是全国首条开通运营的双流制市域(郊)铁路,以此为例对轨道交通信号系统进行研究,通过在地面设置信标,向信号车载设备传送信息,进而向车辆发送位置、动作命令等信息,辅助和引导车辆安全平稳地通过交直流转换区。采用的信号系统设置方案有效保证了双流制列车的运行,填补了国内双流制核心技术空白。

“双流制”供电系统在轨道交通交直流转换区的探讨和应用

一、国内外应用情况“双流制”起于法国,随着第二次世界大战后欧洲各国发展需要,跨域间轨道交通线路之间的贯通联接需求日趋强烈。但是,在欧洲大多数国家或地区没有对轨道交通线路的供电系统牵引电源电压进行统一,出现了DC600V、DC750V、DC1500V等直流牵引电源,以及AC15kV、AC25kV等交流牵引电源,而要想在两个不同电压等级的牵引电源系统中正常运行。

特高压直流输电系统的直流转换开关研制

高压直流转换开关是高压直流输电系统中的关键设备,直流电流的分断需要采取一定措施产生人工过零点以创造熄弧条件,这和交流电流的分断是不同的。以特高压直流输电工程为应用背景,计算得出用于特高压直流输电系统直流转换开关的研制目标;采用无源型自激振荡原理,和断口串联型式的技术路线;通过理论分析和仿真计算,合理选取特高压直流转换开关的元件参数。研究开发的分断试验回路对特高压直流转换开关分断直流电流的性能进行验证,结果表明:样机在20ms内能够成功分断5.3 kA的直流电流,分断性能达到要求;残压试验和能量吸收性能均通过试验验证。

特高压直流输电系统中直流转换开关的电流转换分析与仿真

以±800 kV 7 200 MW锦屏–苏南特高压直流输电工程为背景,对直流转换开关系统中不同转换开关的工况进行分析和仿真计算。阐释了金属回线转换开关和大地回线转换开关在特高压直流输电系统运行方式转换中发挥的作用;分析了中性母线开关和中性母线接地开关在特高压直流输电系统应对故障时发挥的作用。以金属回线转换开关为例,着重分析了直流转换开关电流转换的过程,以及恢复电压水平对转换过程的影响。采用PSCAD/EMTDC仿真计算软件,对各直流转换开关承受的电气参数进行了仿真计算研究,给出了分断电流、恢复电压水平、能量吸收值等相关参数作为特高压直流转换开关系统的设计依据。

±400kV青藏直流输电工程用直流转换开关研究与设计

高压直流输电作为最为经济的能源输送方式,具有输送容量大、传输距离远、损耗低等多种优势,±400 k V青藏直流工程的建设实现了西北与西藏电网的联网,优化了能源资源配置。直流系统使用直流转换开关可以获得多种功能和运行的灵活性。文中以研发直流转换开关为目标,阐述了无源型基本原理,从产品的总体结构、断路器的电弧电压与直流开断的关系、自激振荡回路的元件设计及工程设计等方面进行了研究。所研发的直流转换开关通过了试验验证,并已应用于青藏直流输电工程的拉萨换流站。

高压直流转换开关电流转换特性及其影响因素

高压直流转换开关是高压直流输电系统中的关键设备,需针对其电流转换特性及影响因素展开研究。通过构建直流转换开关所满足的基本电路方程并对方程进行离散处理,建立了500 kV自激振荡型高压直流转换开关的场路耦合电弧模型。首先研究了直流转换开关分断4 kA直流电流时的电流转换特性,得到了电弧电流和电弧电压的动态变化曲线并与实验结果进行对比。其次,通过改变换流支路的电感和电容（L、C为典型值的0.8倍和1.2倍）,分析了二者对电流振荡过程的影响,讨论了不同电感参数值下电弧半径、温度、压力特性与电流转换特性的关系。最后,考虑到空气是一种低成本和环境友好型气体,对比研究了SF6和空气介质中转换开关的电弧特性。结果表明：仿真和实验结果较为一致,实验和计算中电弧电流振荡频率分别为3 450 Hz和3 759 Hz;在一定范围内,增大电感或者电容可以增强电弧振荡,加快电流转移过程,减小燃弧时间;相同谐振频率下,电感对电弧振荡过程的影响较电容大;空气相比SF6可以显著缩短燃弧时间（燃弧时间减少约4.5 ms）,降低电容电压水平（电容电压峰值由4 086.6 V降至2 760.5 V）,在直流转换开关中具有一定的应用前景。此外,仿真方法也有望用于直流转换开关参数的优化设计。

高精度交直流转换测试电路设计

给出了一套高精度交直流转换测试电路的设计。在研制陀螺运行计算机监测设备的过程中,需要将多路直流或交流信号转换为PC/104嵌入式计算机A/D通道可接受的直流信号,这涉及到交直流信号的高精度转换和多路选择。本文给出了此测试电路的设计方案,并已通过调试。

AD536A直流转换器的典型应用

介绍了有效值一直流转换器AD536A的功能特性，结合在噪声测井信号处理及高电压信号侧量方面的典型应用，分析了AD536A的运用方法及参数设计。

滑模控制器控制降压型直流-直流转换器

针对脉冲宽度调制器控制降压型直流-直流(DC-DC)变换器采用常规的比例积分微分(PID)控制方法存在抖动和延迟等问题,提出一种基于滑模修正PID控制策略的DC-DC变换器实现方法.在分析滑模控制理论的基础上,利用线性矩阵等式方法来建立DC-DC转换器的状态空间数学模型,设计滑模PID控制器,构造全局滑模面调整PID控制器输出参数,并用李雅普诺夫函数验证了滑模PID控制器的可靠性.在电感电流连续工作模式下,用不确定性负载的线性平均模型进行了仿真.结果显示:证明所提出的滑模PID控制器不但提高系统对不确定负载的适应性,而且增强了系统在大信号扰动时的鲁棒性,使转换器输出电压有优越的鲁棒性及良好控制性能.

Buck-Boost隔离直流转换器设计

在Buck-Boost隔离直流转换器宽范围输入电压的条件下,分析了典型的全桥Boost转换器拓扑结构,由于存在的谐振电感包括漏电感,全桥Boost转换器只能采用双边沿调制。该转换器采用UC3895作为控制器,对全桥单元采用移相转换控制的方式,为了提高全桥Boost转换器系统的可靠性和效率,采用三模式两频率控制方式,在输入宽范围电压的情况下,最高500V输入,360V输出。在此采用Matlab软件进行仿真,实验结果表明输入电压平均效率范围是96.2%,最高效率能达到97.5%。

直流转换器的计算机模拟

文章基于现代网络理论,提出了直流转换器电路的准确分析和设计的计算机模拟方法,讨论了电路方程的建立、性能分析、灵敏度计算和参数的优化设计;针对电路拓扑结构随电子开关周期性动作的特点,采用双图法在复频域中建立电路方程,使电路方程系数矩阵的形式不变;给出了输出对参数灵敏度的计算以及优化设计的方法,并以典型的直流转换器电路为例进行了实际分析和设计。

有效值——直流转换器AD536A

介绍了有效值——直流转换器AD536A的工作原理及使用方法

中国计量科学研究院参加电压交直流转换标准国际比对及其结果

１９９６年５月，中国计量科学研究院参加了电压交直流转换标准国际比对。比对结果为，国际传递标准相对于全国的基准在１ｋＨｚ频率下，交直流转换误差为（－０．４６±０．３１）×１０－６（ｋ＝１），与国际平均值相差０．５×１０－６。

汽车42V/14V双层直流转换充电器的设计

本文设计了42 V电气系统网络架构,结合直流转换器在该架构中的功能定义,设计了同时为负载供电和为蓄电池充电的直流转换器。选用功能完善的PWM控制及驱动器TL1451A,并考虑到实际功率需求,转换器采用新的拓扑结构,设计了双层降压转换器以提高功率。经测试,此设计能满足功能和功率需求。

Buck-Boost隔离直流转换器设计

在Buck-Boost隔离直流转换器宽范围输入电压的条件下,分析了典型的全桥boost转换器拓扑结构,由于存在的谐振电感包括漏电感,全桥Boost转换器只能采用双边沿调制[1],该转换器采用UC3895作为控制器,对全桥单元采用移相转换控制的方式,为了提高全桥boost转换器系统的可靠性和效率,采用三模式两频率控制方式[2],在输入宽范围电压的情况下,最高输入500V,输出360V,采用Matlab软件进行仿真,实验结果表明输入电压平均效率范围是96.2%,最高效率能达到97.5%。

超低频电压交直流转换关键参数分析

为了实现超低频电压的溯源性,解决热电变换器无法满足10 Hz以下超低频电压交直流转换要求的问题,提出一种通过双加热丝热电变换器实现超低频电压交直流等效转换的方法,该方法主要基于双加热丝热电变换器输出热电势的平方特性和两路等幅值正交正弦信号的平方和恒等特性,通过在双加热丝热电变换器输入两路幅值相等且正交的低频电压信号,使热电变换器输出热电势保持稳定,消除热电变换器自身频率特性的影响。对影响热电变换器输出热电势稳定性的关键参数进行重点讨论,分析各参数的影响,设计评估实验分别对各关键参数进行评估补偿,建立超低频电压交直流转换系统,在0.1~10 Hz范围内交直流转换标准不确定度不超过20μV/V。

高压直流输电用无源型直流转换开关电弧电流特性研究

直流输变电系统用无源型高压直流转换开关是直流系统中的重要运行设备,其运行工况及工作特性极其特殊。笔者通过对高压直流转换开关工作原理及工况进行研究,并依据试验测得的断口电弧电流曲线的特征,对高压直流转换开关开断转换电流的电弧电流特性进行理论研究及分析,给出了电弧电流特性函数,指出高压直流转换开关开断的关键点是断口的弧阻小,变化率大,L1C1辅助支路频率高,才能开断较大的直流电流。

降压型直流转换器三角波电压前馈控制技术

研究了一种降压型直流转换器的三角波电压前馈控制技术。根据其开环模型,推导出连续导通模式下的开环输入/输出电压小信号关系,并给出前馈系数的取值范围。在输入电压Vi=7～15 V、输出电压Vo=5 V的条件下,对前馈控制电路进行测试。结果表明,前馈确实提高了电路输入瞬态响应与负载调节能力,其电压调节能力与电源抑制能力取决于对前馈通路交流传递函数的设置。

高压直流转换开关和试验回路的研究

针对高压直流转换开关电流转换能力的验证问题,设计出一种试验样机和一种低频大电流发生电路,进行了不同转移回路参数配置、分闸速度、压气缸直径、气体压力等多种条件下的电流转换试验研究,得出了各因素对直流电流转换的影响,研究能够为产品设计提供技术指导。