直流开断中MOV均衡特性选配方法研究

金属氧化物压敏电阻(metal oxide varistor,MOV)广泛应用于各种直流断路器中,用于抑制过电压、系统能量耗散与开断电压建立。受目前加工工艺限制,单MOV阀片通流能力有限,故断路器中多采用多柱并联结构。柱间电流分配不均会导致局部阀片超负荷耗能,造成开断失败甚至设备损坏。文中基于实验测量建立了一种直流开断工况下的MOV电气模型,基于该模型提出了MOV阀片均流选配方法。经实验验证,传统基于雷电冲击测试方法选配的MOV在直流开断工况的均流特性不能完全满足要求,基于本文模型所选配的MOV在直流开断工况下可以实现良好的均流特性。

基于经验傅里叶分解的混合式高压直流断路器耗能支路故障检测方法研究

为实现更强的能量耗散能力,混合式高压直流断路器的耗能支路需串并联大量金属氧化物压敏电阻(metal oxidevaristor,MOV),耗能支路的可靠性将直接影响混合式高压直流断路器的可靠性。但是,现有的耗能支路故障检测方法并不能适应整个能量耗散阶段。为此,提出一种基于经验傅里叶分解的混合式高压直流断路器耗能支路故障检测方法,具体为:首先是信号预处理,对耗能支路每个子模块的分支电流进行归一化和一阶差分计算来获取分析电流;然后是故障特征提取,利用经验傅里叶分解(empirical Fourier decomposition,EFD)对分析电流进行分解,提取最高频时频分量作为故障特征分量;最后是检测判据,通过故障特征分量构造突变峰值量化指标,进而通过突变峰值实现耗能支路故障检测。大量实验表明,该检测方法可在能量耗散阶段末期实现可靠地故障检测,且具备一定的抗干扰能力。

超导磁体脉冲冲击下MOV的破坏特性微观分析

为了将氧化锌电阻阀片(MOV)用于超导磁体的保护,研究了MOV在高温超导磁体产生的脉冲下的冲击破坏过程中的电气特性变化;还通过破坏后MOV的金相分析、SEM微观分析以及成分分析,研究了MOV破坏前后的微观特性的变化;最后讨论了MOV在超导磁体脉冲破坏下的机理,并针对MOV用于在超导磁体保护提出了改进建议,认为保护用阀片应该采取低压大通流氧化锌压敏陶瓷材料,且应该在配方确定的基础上,探索先进的工艺技术改善阀片的性能。

多种冲击电流下金属氧化物压敏电阻动态模型准确性分析

为研究IEEE模型和Pinceti模型对金属氧化物压敏电阻(metal-oxide varistor,MOV)的仿真准确性,以额定电压为150~750 V的6种MOV为对象,理论和试验分析了不同幅值4/10μs、8/20μs雷电冲击电流和30/60μs操作冲击电流下的残压及吸收能量。结果表明,在IEEE模型参数确定中,随操作冲击电流幅值的增大,非线性电阻参考电压取值增大但电感取值减小;在残压预测中,IEEE模型误差为2.6%,较Pinceti模型误差4.6%更准确;在MOV吸收能量估算中,IEEE模型在低于10 kA电流幅值下的准确性高于Pinceti模型,且IEEE模型对30/60μs操作冲击电流的准确性较高,对8/20μs雷电冲击电流准确性较低。

MOV在液氮温区冲击响应特性的探讨

超导电力技术将为电力工业带来重大技术突破,其在脉冲功率技术上的应用也具有重大的意义。然而,低温下的保护技术是实现超导技术在电力和脉冲功率技术应用的重要基础。氧化锌避雷器,简称MOA,由金属氧化锌阀片(MOV)组成,是目前常温下理想的过电压保护装置,将MOV应用于超导系统的保护技术取决于MOV在低温下的响应特性。本文将MOV在常温和低温下进行了不同频率的冲击响应特性对比试验,通过分析,试验结果显示:相同频率下,同一样品在相同的冲击电压下,液氮温区的冲击电流最大值比常温下的小,并且低温下残压低;在相同温区下,样品加相同电压,频率越高,冲击电流越大,残压基本不变。并且MOV在常温和低温下的冲击响应速度都非常快,基本没有滞后效应,表明了MOV在低温和脉冲条件下有较好的保护特性。

MOV避雷器检测技术的分析与研究

基于 IEEE W.G.3.4.1 1所提供的 MOV等效模型 ,采用数字谐波分析法对 MOV进行实验研究。由实验得到的 MOV特性就可以判断 MOV避雷器的运行状况 ,并对其作故障分析以便及时进行处理 ,从而保证整个电力系统的正常运行。

高温超导储能磁体MOV保护方法的研究

超导磁储能系统(SMES)电感大,在与电力系统进行快速的能量交换时超导磁体两端将产生较大的感应电压,并受到内部饼间环流的影响,而磁体绝缘水平有限,其过电压保护一直是人们关注的热点。本文从电力系统对入网设备的要求出发,提出并联金属氧化锌阀片(MOV)的高温超导磁体保护方法,并与常规技术进行了比较,不同标准雷电波和周期振荡波冲击以及自放电条件下的仿真和试验。结果表明:该方法有效地限制磁体两端过电压,并且能作为超导磁体的泄能电阻,快速释放能量。

MOV阻性电流谐波补偿法的研究

为减小由变系数补偿法引起的金属氧化物电阻片(MOV)阻性电流的测量误差,通过其误差原因分析,提出了提高MOV阻性电流测量准确度的方法—谐波分次补偿法,并结合准同步采样和离散傅立叶变换(DFT),使电压信号和电流信号的幅值和相位测量偏差<5‰,可消除电网谐波和本身非线性产生的谐波及电网频率波动对阻性电流测量的影响,基本上补偿了总泄漏电流中的容性电流分量,使通过MOV的阻性电流和施加电压基本同相位,其伏安特性的滞回现象明显改善。采用标准电阻与标准电容构成了阻性电流测试校准电路,与FLUKE-45数字万用表测量结果相比较,阻性电流测量的相对误差<1%。

诊断金属氧化物非线性电阻(MOV)不均匀性的一种方法

为了寻求合适的MOV质量控制方法,研究了直流电压作用下MOV内的电流分布与其结构不均匀性的关系.试验表明,直流电压作用下MOV内的电流分布对其结构不均匀比较敏感,而且与MOV之通流容量有种内在联系.

阳城-淮阴输电工程次同步谐振及MOV作用的研究

为研究山西阳城至江苏淮阴输电工程引发次同步谐振（ＳＳＲ）的可能性，采用ＮＥＴＯＭＡＣ软件包进行了时域仿真研究，认为该系统中的串联电容补偿装置不会引起附近机组的次同步谐振，同时分析了金属氧化物可变电阻（ＭＯＶ）在系统故障期间的特殊作用。

以双向可控硅为辅助开关的直流固态断路器关断过压钳位技术

基于传统金属氧化物压敏电阻的无源过压钳位技术仅能将过压峰值限制在母线电压的两倍以上,极大降低了固态断路器中半导体开关的额定电压利用率,进而降低了固态断路器的运行效率、功率密度和成本优势。为此,在对传统过压钳位技术分析的基础上,提出了基于双向可控硅的有源过压钳位技术。利用双向可控硅更易驱动、能够双向导通/阻断和在毫安级电流下自关断的特性,简化了关断过压钳位电路功率结构并设计了专用不控RC驱动电路,降低了电路硬件成本和体积,实现了较好的过压钳位效果。对过压钳位电路的工作过程、参数设计及器件选型进行了详细分析与举例说明。最后,进行了母线电压600 V下的关断过压对比实验,结果表明该方案在保证较好的过压钳位效果的同时其成本被进一步降低。

TCIPC并联MOV后对其暂态过程的影响

可控相间功率控制器(TCIPC)并联金属氧化物限压器(MOV)可以对其接入电网潮流控制中可能出现的过电压进行保护,但MOV的并入对TCIPC运行模式变化的暂态过程具有一定的影响。针对此问题,基于TCIPC的基本结构,对TCIPC过电压出现的机理进行探讨,建立TCIPC并联MOV后的动态模型。以功率为参考,选定TCIPC入口母线电压以及线路电流作为控制器的协调分量,设计PI校正阻抗控制器。并以两等值电网经TCIPC交流弱联系为例,仿真分析说明TCIPC并联MOV后会使系统的潮流调控能力下降,恢复稳定的暂态过渡过程时间延长。

一种高性能电源电涌保护器的设计

以金属氧化物压敏电阻为主要保护元件的电涌保护器(SPD)广泛应用于低压配电系统,为提高狭窄或孤立区域的低压配电线路雷电防护能力,设计了一种高性能电源SPD。该产品利用现行各非线性元件的特点,采用多器件、多通道组合成的一体化拓朴电路,分别对雷电进行有序吸收与释放,以达到工作稳定、通流量大、残压低的性能。该产品残压与通流能力的试验结果表明,相比于Uc为385、420 V的SPD,其残压分别下降百分之三十以上和百分之四十以上,最大通流能力可达110 kA。

串联补偿装置用MOV工况分析及其关键技术的研究

结合串联补偿装置的工作原理,仔细分析了金属氧化物限压器(metal oxide varistor,MOV)的工况,比较了TCSC与FSC不同构成的串联补偿装置中MOV的特点,对MOV的过电压保护和控制措施进行了较深入的讨论、总结。对设计MOV的关键技术——保护水平、能量耐受和工频电压稳定性、电流分布、特殊的短路电流释放能力等进行了深入研究。笔者根据国内某一500 kV交流电力系统串补工程的招标技术要求,设计了复合外套和瓷外套不同结构的MOV,产品通过了中国电力科学研究院的型式试验,满足工程需要。

MOV工频短路失效试验研究

采用工频试验研究的方法对不同最大持续工作电压UC、不同压敏电压下的MOV施加工频电压。通过改变施加工频电压的幅值和预期短路电流,测量流过MOV的电流值和电压值,判断MOV是否短路失效。通过试验,可以获知不同UC、不同压敏电压下的MOV击穿时间及击穿短路电流大小。试验结果可以为在电涌保护器中合理配置MOV的设计提供参考。

一起串补MOV的故障分析

对一起串补MOV设备在运行过程中发生的故障进行了分析。对串补MOV进行外观检查、电气试验,分析了MOV的设计要求,分析了故障录波,开展了故障仿真分析,发现某支MOV在区外故障时发生故障,导致了电容器组对故障MOV放电,MOV过电流保护动作,而GAP拒触发保护动作。针对此次故障提出不可随意更换单支MOV,及早整组更换运行年限久、性能裂化的MOV设备,以提高设备的运行可靠性。

柔性直流输电工程高压直流断路器耗能支路MOV可靠性提升管控

直流断路器作为构建柔性直流输电系统的关键核心装备,能够关合、承载和开断柔性直流输电系统中的稳态直流电流,同时在规定的时间内关合、承载和开断柔性直流输电系统中的故障直流电流。金属氧化物压敏电阻(Metal Oxide Varistors,简称MOV)作为直流断路器中过电压保护和能量耗散的主要装置,其性能的提升对直流断路器可靠稳定运行起着至关重要的作用。

金属氧化物限压器(MOV)中某一阀片短路后的故障检测方法

以碧成线串补中金属氧化物限压器为基础.讨论了检测限压器中某一阀片存在短路故障的方法。试验结果表明,该方法能够有效地用于检测限压器的内部个别阀片故障。

Effect of capacitance on ZnO-Bi_2O_3-Yb_2O_3 based varistor for nanosecond transients

The microstructure and electrical properties of ZnO-Bi2O3-Yb2O3 based varistor ceramics were investigated with various temperature effects from 900°C to 1050°C.From the results,it was observed that the increase of sintering temperature offers a reduced capacitive effect from 0.460 nF to 0.321 nF.Furthermore,the grain sizes of varistors were varied from 6.8μm to 9.8μm.The consequence of such smaller grain sizes provided a better voltage gradient of about 895 V/mm for the disc sintered at 900°C and fallen drastically to 410 V/mm for the sample sintered at 1050°C.In addition,there was an increase of non-linearity index to a maximum value of 36.0 and reduced leakage current of 0.026 mA/cm2.However,the density of the varistor decreased with an increase of temperature from 5.41 g/cm3 to 5.24 g/cm3.With this base,the influence of varistor capacitance and high voltage gradient were scrutinized and it led an improved transition speed of the varistor assembly from non-conduction to conduction mode during intruding nanosecond transients.

MOV并联单元数变化对串补装置的影响

为保护电容器组,串联补偿(简称"串补")装置一般会配置金属氧化物限压器(metal oxide varistor,MOV)。串补运行过程中,MOV单元可能损坏,如果在备用单元损坏的基础上,又有MOV单元减少,可能会危害串补的安全稳定运行。本文结合神保串补工程,分析了MOV并联单元减少对串补装置的影响,具体包括以下几个方面:摇摆电流下MOV可靠性;现有MOV电流及能耗保护定值的适用性;串补装置保护水平;MOV容量配置合理性;电容器组放电过程中装置可靠性。本文得出了相应的分析结果,并给出了应对策略。