海上风电低频输电系统快速母线保护

海上风电低频输电系统母线故障后,换流器型电源等效电势与阻抗因控制的切换与调整过程,不再像传统电网可视为恒定。文中理论分析了母线电流差动保护适应性,明确故障控制策略对差动保护灵敏度的影响方式。利用母线区内外故障所对应的故障等效模型不同,提出基于时域全量模型识别的母线保护。该保护原理反映被保护元件自身拓扑的变化,理论上具有不受电源特性影响的优势,同样适用于其他换流器型电网。同时,所提保护在时域中实现,不存在相量提取问题,动作速度快。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了仿真模型,验证了所提母线保护的可靠性和快速性。

涂层传热性能对母线散热能力影响分析

为提升电力开关柜散热性能、提高供配电稳定性,本文依据传热学基础理论对电力开关柜传热过程进行分析,采用溶液共混法成功制备了适用于电力开关柜母线散热的涂层材料,并基于电磁-热-流多物理场耦合原理构建了电力开关柜涂层-热分析模型,结合母线负载电流计算理论,从涂层热导率、发射率等方面对涂覆散热涂层前后的电力开关柜传热特性进行分析。结果表明:涂层热导率相比于涂层发射率对母线温升影响较小,母线表面涂覆涂层之后,B相母线表面发射率由0.2增大到0.846时,三相母线最大负载电流与未涂覆相比提升18.75%。

基于有限时间观测器的光储系统母线电压互补滑模控制

针对光储直流微网混合储能系统易受能源间歇性输入、负载随机性扰动以及功率流向切换等干扰,会造成母线电压波动、系统功率失稳等问题,提出一种基于有限时间观测器的互补滑模控制(FTESO+CSMC)策略.首先,根据混合储能元件的高低频特性,对系统差额功率进行电流等效分配.然后,设计有限时间扩张状态观测器,对系统受到的总扰动进行观测,并将扰动观测值作为前馈项输入互补滑模控制器中,对系统扰动进行补偿,保证系统状态在有限时间内达到收敛,提高了系统的快速性和抗扰性,并根据Lyapunov理论证明了控制系统的稳定性.最后,基于MATLAB仿真平台,对多种模拟工况进行仿真,仿真结果表明,相较于传统控制策略,本文所提控制具有更快的响应速度以及更好的抗扰性能.

基于馈线和电流的专用轨回流牵引供电系统接地故障保护

对于专用轨回流牵引供电系统,负极回流轨对地具有良好的绝缘特性,极大地限制了正极接地故障所产生的短路电流。由于负极母线电位下降、接地电阻较大等原因,现有的正极接地保护在实际应用中暴露出选择性差、灵敏度低等问题。本文通过对专用轨回流牵引供电系统短路电流以及负荷电流的潮流分析,提出以供电区间馈线和电流作为正极接地故障判断的特征量,并设计基于该故障特征量的保护方案,基于MATLAB/Simulink仿真系统,验证了该保护方案的有效性。

并联电容器叠层母排寄生电感建模及测量方法

并联电容器母排的寄生电感是电力电子变换器换流回路总寄生电感的主要部分,寄生电感易导致电压过冲,因此需要精确提取和计算叠层母排的寄生电感。这里首先以一种5电容器并联的叠层母排为研究对象,建立了多电容器并联叠层母排的电感计算模型;在此基础上,提出一种可对母排寄生电感进行直接测量的实验方法,规避了在母排上连接电容器所产生的误差。最后,使用该方法对叠层母排寄生电感值进行实验测量,并将测量结果与有限元仿真计算结果进行对比,测量结果与仿真结果的偏差在2%以内,验证了所提方法的有效性和准确性,从而为叠层母排的低感设计提供了测量验证的基础方法。

基于磁流体稳定性提升的电解槽母线改造研究

磁场是电解槽磁流体稳定性的决定性因素,本文对铝电解槽的磁流体稳定性进行研究,通过采用自均衡网络化母线技术降低电解槽垂直磁场,改造后的垂直磁场平均降低47.5%,且四个象限磁场强度分布均匀。通过瞬态磁流体模型及流动场稳定性分析验证,500s左右后电解槽可自行恢复稳定状态,界面变形减小1.2cm,证明采用自均衡网络化母线技术后的电解槽自平衡能力及抗波动能力均得到增强,从而节省直流电耗150kWh/t-Al。

一起500kVGIL管母支柱绝缘子故障分析

为了分析某换流站的一起500 kV GIL管母支柱绝缘子故障,对故障GIL开展解体检查、结构原理分析、重力影响分析、导体膨胀仿真计算、绝缘子浇注工艺分析、绝缘子装配工艺分析等。通过研究分析,确定了GIL故障原因为三支柱绝缘子铝质金属表面与绝缘体之间存在微小间隙缺陷,在生产、运输、安装、运行等过程中小间隙逐渐扩展、劣化,最终导致击穿放电。最后从强化生产工艺控制、提升出厂检测标准、提高运输过程管控要求、加强现场超声波带电局放测试几方面提出改进建议,为后续GIL生产、运输、运维等方面提供借鉴。

备用电源与应急电源对比及供电方案探讨

对比多本国家标准及规范对备用电源和应急电源术语的定义;分析二者的区别和侧重点;提出供配电系统设计时应充分理解备用电源和应急电源的定义,根据工程的负荷性质、用电容量、工程特点、系统规模和发展规划及当地供电条件进行多方案比选,并对5种备用电源供电方案和3种应急电源供电方案的特点和适用范围进行探讨。

沿海核电厂输变电设备绝缘材料在台风产生盐害情况下绝缘降低发生闪络导致丧失厂外电有关现象的研究

2020年9月,韩国8台核电机组因台风“美莎克”(2020年9月3日)和“海神”(2020年9月7日)发生丧失厂外电源事件。发生此事件是由于核电厂与外部变电站及相关设施之间的输电线以及绝缘材料路出现问题。本文调查分析了丧失厂外电的原因和事故序列,判断事件主要原因为输变电设备绝缘材料在台风产生盐害情况下绝缘降低发生闪络导致丧失厂外电。同时,梳理了国内外类似盐害现象导致绝缘降低的事件,研究盐害引起绝缘降低发生的闪络现象,得出研究结论并提出合理改进建议。

考虑母线电压波动的光伏混合储能控制策略

混合储能是保障光伏系统稳定运行的重要技术之一。为保证光储系统稳定运行,提出了一种考虑母线电压波动的控制策略。通过将母线电压波动大小分解为正向和反向两种反馈,对混合储能系统中的超级电容电流内环参考电流进行调节,进而将母线电压波动相关的量作为控制信号对超级电容功率进行调整,最后在Simulink中搭建了仿真平台。结果表明,相比传统控制策略,所提控制策略母线电压波动得到明显改善,同时蓄电池的输出功率也更加平滑,延长了蓄电池的使用寿命。

太阳电池无主栅互联封装技术研究进展

采用无主栅技术降低银浆成本是降低太阳电池组件成本的一个重要方向。主要阐述了无主栅电池组件技术的优势和发展历程,总结对比了覆膜互联、点胶互联、焊接点胶互联几种不同的无主栅电池互联封装工艺,论述了无主栅互联封装技术引入的低温焊丝、聚合物膜新材料、无主栅电池组件的热循环可靠性及不同互联方案对无主栅电池金属化图形的要求,最后对无主栅技术面临的挑战及优化方向进行了展望。

动力电池系统内模组汇流排可靠性浅析

近年来,随着全球环保意识的不断提升,新能源汽车逐渐成为全球汽车产业发展的重要方向,动力电池作为新能源汽车的核心设备,其安全性成为电动汽车发展的关键。行业内针对动力电池系统的热特性开展了大量研究,这些研究大多数只考虑整个动力电池包或者电池模组层面的研究。然而,在动力电池Pack结构设计中,汇流排作为连接的关键零件,其热性能也至关重要。本文以方形动力电池系统内模组研发为基础,论述了电池系统内汇流排的结构设计、强度分析、散热分析方法,同时浅析了过程参数可靠性设置以及产品使用可靠性的验证。希望文中论述的基本过程和基本方法能为电池系统的研发提供一些借鉴。

C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体在GIS环保型母线中的应用研究

文章对C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体的特性进行研究,并对其制气方法和混合比测试方法进行了理论分析和应用,在此基础上进行了型式试验验证,为后续在某变电站110 kVGIS环保型母线中的实际应用提供了佐证和试验支撑。研究表明,C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体能正常满足环保型母线的应用,研究结果可为新型环保GIS设备的研制和应用提供参考。

城市轨道交通刚性接触网工况改善线夹研制

[目的]汇流排是城市轨道交通刚性接触网的重要组成部分,是保证城市轨道交通电力可靠传输的前提。在接触网日常运维中发现,存在汇流排接触线脱槽和中间接头下坠等异常工况。通过研制刚性接触网工况改善线夹以解决汇流排工况异常问题。[方法]分析了汇流排常见异常工况;介绍了刚性接触网工况改善线夹设计理念;通过Solidworks软件建立了刚性接触网工况改善线夹模型,分析了其性能,并通过样品现场安装测试验证了其应用的可行性。[结果及结论]刚性接触网工况改善线夹能够有效解决汇流排工况异常问题。该线夹设计结构完善,能够有效地为汇流排提供足够的夹紧力,能够维持汇流排的导高;采用可拆卸模块,可根据故障点需求灵活选择安装模块,且可循环使用;方便携带和使用,且可快速安装和拆卸。

水电站离相封闭母线抱箍局部高温问题分析与仿真研究

本文针对某水电站离相封闭母线抱箍局部温度过高问题,进行了深入分析与研究。首先,通过对比计算分析与仿真计算结果,确定了问题原因;其次,对比更换抱箍材料与采取在抱箍上安装接地线两种方案的特点,最终选取在抱箍上安装接地线的方案降低离相封闭母线抱箍温度,逐步消除离相封闭母线抱箍局部高温现象;最后,针对此类故障,提出了相应解决方法,为其他水电站处理此类问题提供参考。

储能PCS叠层母线研究

该研究以储能变流器(PCS)叠层母排就如何降低电感为研究对象,进行了PCS及电感原理、叠层母排导体及绝缘材料选型介绍。通过电容端子排布、电容端子间距、IGBT是否偏心、母排层数等因素对电感的影响进行仿真研究。最后,对叠层母排及组装成子模块进行电气测试。结果表明:电容端纵向布置,N极靠内,电容引脚间距减小,IGBT居中布置且将3层极板改为2层极板,N极板与负极板分布在同一层,电感最优,为5.13 nH,电感降低29%。叠层母排局放测试,局放值为0.1 pC(1 kV,AC)。直流耐压测试,漏电流为0 mA(3 kV,DC)。叠层母排测试电感为5.3 nH,与仿真值保持一致。子模块测试电感为15.06 nH,满足要求。

交流罐式洁净空气绝缘开关设备中弹簧触指及三相母线的发热功率计算和分析

罐式洁净空气绝缘开关设备是理想的环保开关升级解决方案,相较于箱式结构产品,其绝缘性能更优,但是其大电流发热温升问题仍较为突出。文中结合一种40.5 kV罐式洁净空气绝缘充气柜产品,从降低发热功率角度对其弹簧触指电连接和三相母线进行了建模和比较计算。采用有限元法建立了一种V字形弹簧触指电连接模型,计算了交变电磁场对并联触指分流的影响,比较了双弹簧触指和单弹簧触指的通流和功耗差异,量化计算了触指材料对发热的影响,确认了一种优选的钴青铜双触指电连接方案。通过建立三相母线的三维电磁场模型,研究了集肤效应和邻近效应对三相导体发热功率的影响,比较了可选的铝合金材料,确认选用一种高导电铝合金空心导体作为优选的设计方案,并计算比较了母线导体的交流电阻和直流电阻差异。文中所得结论和建模仿真方法,对交流大电流环保电器产品的触指及导体设计具有指导意义。

汇流排型材在重力作用下最大挠度与其截面参数关系探讨

以电气化铁路刚性悬挂接触网汇流排为例,通过求解型材在重力作用下自然下垂所形成的挠度曲线方程,确定型材在自然弯曲下的最大挠度,并讨论该类型材的截面参数,寻找型材在重力作用下满足挠度要求的方法,为型材截面设计提供参考依据。

德令哈750 kV变电站大跨度连续悬吊管母的变形分析

青海德令哈地区750 kV变电站在高海拔地区采用八跨连续悬吊管型母线(管母),每跨长度为48 m,同时在管母与绝缘子串联接处采用双挂点金具,可借鉴的工程案例较少。针对管母的以上特点,本文提出多跨悬吊式管母力学分析的思路,即先以单跨管母为研究对象,求解双挂点金具中斜拉杆的拉力和绝缘子串的拉力,再将斜拉杆的拉力代入多跨管母力学模型中,用力矩分配法求得多跨管母的弯矩和应力,最后求得多跨管母的挠度,并将所得结果与有限元模型分析结果进行比较。研究表明:管母在自重、跨中安装引下线、覆冰10 mm等工况下,最大挠度和最大应力均能满足规范的要求,管母悬吊方案可行。理论分析结果与有限元结果比较一致。

氢能源汽车燃料电池悬挂式母排设计

文章阐述了氢能源汽车中膨胀石墨电堆燃料电池系统的母排在常规设计中存在的问题,并提出了相应的解决方案。在整车运行中,由于气压等因素,膨胀石墨电堆的长度尺寸会有周期性变化,在生命周期最后阶段,膨胀石墨电堆的总长度相比出厂时会缩短6 mm左右。由此导致的问题是电堆主回路的母排固定点位于电堆首尾两端,上述电堆长度变化将引起铜排发生形变、应力集中等现象。文章采用发明问题解决理论(TIPS)对上述现象进行深入分析,基于可能的风险,归纳出目前膨胀石墨电堆的常规铜排设计方法中存在的问题,并提出悬挂式母排方案,规避了常规设计中铜排的潜在失效风险,为今后同类型膨胀石墨电堆的母排设计提供了新的思路。