500 kV直流断路器隔离供能系统均压设计

为解决向500 kV直流断路器提供能量的难题,该文提出一种工频电磁供能系统,采用直流500 kV隔离变压器将能量传输至所处直流母线电位的断路器平台,再通过平台上的隔离变压器将能量传输至断路器内部不同电位点功率单元处。直流500 kV隔离供能变压器由10级50 kV变压器级联而成,平台上隔离变压器由8级50 kV级联而成。变压器自身固有分布电容导致供能系统内部变压器承受电压不均匀,从而造成变压器绝缘击穿,致使供能系统故障。首先,提取了直流500 kV隔离供能变压器及平台上隔离变压器分布电容参数;然后,依据提取的分布参数,完成了供能系统均压设计;最后,通过两种仿真分析方法验证均压参数配置的正确性。研究结果表明:供能系统中直流500 kV隔离供能变压器采用8 nF电容与200 MΩ电阻并联的均压方式,平台上变压器采用200 MΩ电阻的均压方式,可满足500 kV高压直流断路器运行要求。该研究可高压为直流断路器供能设计提供参考。

混合式高压直流断路器分断过程电磁瞬态建模和测试

高压直流断路器是柔性直流电网的核心装备,在数毫秒内分断高达25kA的大电流,分断过程会产生强烈的电磁骚扰,可能导致与绝缘栅双极型晶体管(IGBT)直接相连的驱动和控制电路无法工作。由于缺乏针对直流断路器位于高电位驱动的电磁干扰考核方法,导致驱动设计没有标准可依。该文通过理论分析和试验测试相结合,对分断时电磁瞬态过程进行数学建模,定性分析端口产生的电磁干扰原因,并在实验室首次测试了500kV混合式直流断路器样机在大电流分断时,集电极和发射极(VCE)、门极驱动(VGE)和电源等端口干扰信号,提炼了时、频域干扰特征。通过将测试结果与现有电磁干扰试验标准对比,表明VCE/VGE在开断过程的干扰特征与浪涌和阻尼振荡波接近,而电源干扰特征更接近阻尼振荡波,设计中应重点考虑这两个试验项目。