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。

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%。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

某MOV一次导线线夹断裂原因分析及导线选型建议

针对某MOV一次导线线夹断裂事故,依据现行设计规范和材料力学理论,分析了MOV一次导线线夹在短路电流下的受力情况。根据分析结果可知,线夹所受应力与导线截面积、导线分裂间距、次档距和故障时MOV的电流、导线变形程度等有关,线夹端部圆面直径不满足要求是导致该线夹发生断裂的主要原因。最后提出了MOV一次导线和线夹在设计选型时的相关建议。

基于双端电气量的串补输电线路故障测距算法

装设串补装置的输电线路,由于与串联电容并联的保护元件金属氧化物可变电阻(metal oxide varistor,MOV)的非线性,使得一般线路的故障测距方法不能直接用于串补线路的故障测距。为此,在贝瑞隆(Bergeron)线路模型下推导了利用本端电压和对端电流计算本端电流的公式,并将推导公式运用于故障测距,提出一种串补线路故障测距算法,该算法利用双端电压电流进行测距,采用分布参数时域模型,理论上不依赖串补装置的模型,不受MOV非线性的影响。利用PSCAD和Matlab进行仿真,结果表明,该算法测距精度高,且不受故障类型、故障位置和过渡电阻的影响。

特快速瞬态过电压作用下金属氧化物电阻片响应特性试验

依据特高压气体绝缘的金属封闭式组合电器（gas-insulated metal-enclosed switchgear,GIS）中特快速瞬态过电压（very fast transient overvoltage,VFTO）试验平台实测VFTO波形特征,确定金属氧化物电阻片（metal oxide varistors,MOV）试验平台波形参数,设计搭建了电压波头时间为20 ns的特快波前冲击电压试验回路,选取5种用于超/特高压的典型MOV作为样本,试验研究了MOV在电压波头时间为20 ns、电流峰值范围在0.5~2.5 k A特快波下的伏安特性。试验结果表明：与标准雷电冲击波下MOV残压相比,VFTO下MOV的残压上升约14.7%到18.2%;特快波前冲击电压作用下MOV存在一个阻抗转折电压U0,在U0电压下,MOV呈现阻性,当电压峰值小于U0时MOV呈现出容性阻抗特征,当电压峰值大于U0时MOV呈现出感性阻抗特征;U0/U1m A与MOV形状尺寸关系不大;MOV电压、电流同时响应,零点位置相同,电压与电流响应时间不存在延时效应,MOV即时响应。

后续回击下限压型浪涌保护器的伏安特性及其级联配合

为保护电子信息系统免受雷电过电压的侵害,建筑物内常安装多级浪涌保护器(SPD)实现配合保护。限压型SPD的两级配合保护是其中一种常见形式,其主要限压元件是金属氧化物压敏电阻(MOV)。自然雷闪中可能出现的后续回击电流不仅有极陡的上升沿,还会影响限压元件的伏安特性,影响两级SPD间的能量配合。对MOV在后续回击下的伏安特性进行了试验研究,基于MOV在后续回击电流下的残压变化特点,理论分析了后续回击下的两级SPD配合特性。进一步仿真分析了后续回击下SPD配合的影响因素,并试验验证。仿真和试验结果表明,后续回击下,限压型SPD的残压相比同幅值标准8/20μs冲击电流下增加了6.8%~36.8%。后续回击下,两级SPD更容易达到有效的能量配合,但也可能使第二级SPD不导通而没起到保护作用。同时,SPD组合方式、级间距离和负载类型也会影响后续回击下SPD的有效配合。

串补输电线路的精确故障定位算法

在具有串联电容器的输电系统中,由于具有非线性伏安特性的MOV(用于串补的过电压保护)的存在,使得常规的故障定位方法不能适用。文章提出了一种适用于串补输电线路的故障定位算法,计及了故障时串补及其保护装置的状态。算法利用两端不必同步的电压电流数据,分为两个子算法,分别假定故障位于串联电容器之前和串联电容器之后,最后通过比较不同序中的解,求出故障点的位置。仿真计算表明该算法对于不同的接地电阻和不同的故障类型有很高的精度。

电源回路中多级电涌保护器间参数配合的研究

根据电涌多级保护的基本要求,利用电路波过程理论,推导了两极氧化锌压敏电阻保护电路的电压和电流波的计算公式。在此基础上,对波前陡度较大和较小的两种情况进行了两极保护的动态特性计算分析。最后采用EMTP软件对多级保护的实例进行仿真。

电涌综合保护装置的研究

在对限幅型电涌保护器波特性分析的基础上,指出滤波环节对于提高设备电涌抑制能力和满足电磁兼容的重要性。通过计算分析得出,与压敏电阻配合的滤波电路只能采取LC型滤波电路,并总结出具体滤波电感电容参数选择的原则。最后采用电磁瞬态仿真程序EMTP对其效果进行了计算。

串联补偿装置中金属氧化物可变电阻的应用

基于阳城到江苏送电工程 ,介绍了金属氧化物可变电阻在串联补偿装置中的应用 ,串补装置的动作过程及 MOV的技术条件 ,并根据华东系统实际情况进行了计算研究。结果表明 ,在目前的系统条件下 ,阳东线及部分的东三线上发生故障时串补装置的间隙不动作。在靠近三堡侧的大部分东三线上发生故障时 ,间隙必须可靠击穿 ,以保护 MOV不至于过热而损坏。现场试验也验证了理论计算结果。

压敏电阻在雷电过电压作用下的可靠性

为对压敏电阻在雷电过电压作用下的可靠性进行评估,提出了基于Markov过程的压敏电阻可靠性评估模型。通过Markov过程分析了压敏电阻在限压运行中不同状态的转移过程,同时推导出了压敏电阻在雷电冲击下的平均失效前时间的计算公式。以这一公式为基础,建立了相关的可靠性评估模型。然后通过配电变压器线路上雷电暂态过电压进行建模仿真,得出了压敏电阻在3种状态下的雷电流概率。将雷电参数代入公式计算压敏电阻的可靠性,预测了其在不同运行条件下的寿命:对转化率为1/10,动作电压620V、通流容量40kA的34S621型压敏电阻,当转化率取1/50时,其寿命>4a;压敏电压取910V时,其寿命>5a;通流容量取40kA时,其寿命>3a。分析表明:压敏电阻的寿命与转化率成反比,而与压敏电压和通流容量成正比。

可控串联补偿电容器的过电压保护

以补偿度取３６％ （其中２４％ 不可控、１２％ 可控）的伊敏－ 冯屯５００ ｋＶ 超高压输电系统为例，研究了以电容器电压为同步信号时可控串联补偿（ＴＣＳＣ）系统的内、外部故障、重合闸、电容重投时的过电压问题．提出了采用常规串补和可控串补相结合的补偿方案时ＴＣＳＣ装置过电压保护的参数整定原则：即以重合闸情况确定可控串补模块中氧化锌非线性电阻（ＭＯＶ）的整定参数，以外部故障确定固定串补模块中ＭＯＶ 的整定参数，最后以内部故障较核ＭＯＶ 的能量容量．讨论了重合闸和电容器重投时可采取的控制策略．