基于陶瓷电容绝缘子的能量采集方法

提出了一种利用电容分压器原理将陶瓷电容器封装在绝缘体内部并进行在线能量提取的方法。通过现场测试,得分为4 nF/80 nF的陶瓷电容绝缘体可以获得2W的最大输出功率,验证了该方法的可行性。通过搭建10kV电路仿真平台,发现当隔离变压器二次侧串联电感或两台隔离变压器串联时,输出功率比单台隔离变压器大,隔离变压器串联电感二次侧输出功率较高。

城市轨道交通杂散电流对电网变压器的影响及分析

文章围绕城市轨道交通杂散电流的形成路径及其对电网变压器产生的主要影响展开分析,阐述电网变压器保护措施,研究基于串联电容法的隔直设备及其对电网变压器保护的影响,以确保城市电网的稳定运行和变压器装置的正常使用。

变压器直流偏磁对无功补偿电容器的影响

针对变压器发生直流偏磁时无功补偿电容器电流谐波过大的现象,基于Jiles-Atherton模型,在MAT-LAB平台下,建立了变压器直流偏磁仿真模型,仿真结果与实测数据符合很好。计算了不同直流偏磁电流条件下的电容器谐波电流,结果表明各次谐波随直流电流增加而近似呈线性增加,各电容器组之间发生4次谐波放大现象,容易造成电容器电流总有效值过大。通过增大串联电抗值来增加串联电抗率,可以避免4次谐波放大,增强无功补偿电容器组的直流偏磁承受能力。

电容式电压互感器的谐波传递特性研究

针对电容式电压互感器(capacitor voltage transformer,CVT)的谐波传递特性,综合考虑杂散电容等因素影响,建立等效电路模型,采用逐级计算各级等效阻抗和传递函数的方法,对CVT谐波传递特性进行深入计算和分析。基于Matlab/Simulink仿真工具对CVT谐波传递特性开展了仿真验证,并针对实际CVT开展了CVT谐波传递特性和测量误差的实际物理试验研究,试验结果与仿真分析结果具有较好的一致性。发现影响CVT谐波传递特性的因素不仅是LC串联谐振回路额定工作点的偏移,中间变压器一次侧和补偿电抗器的杂散电容对CVT谐波传递特性有着重要影响,传递函数幅频特性曲线呈现尖峰和低谷效应,导致较大的测量误差。

交直流混合电网中变电站电容器组串联电抗率选择

对于传统的变电站电容器组设计配置,由于未考虑变压器饱和时的阻抗及谐波特性,可能会导致电容器组出现故障的情况。通过理论分析,提出设计选择电容器组的串联电抗率时,应考虑在不同条件下系统阻抗频率特性所对应的并联谐振点及系统可能出现的各次谐波分布特性。采用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC,以某变电站主变压器为例,考虑不同的变压器饱和程度、电容器组投切方式和电容器组串联电抗率条件,进行仿真及电容器组谐波电流计算。仿真结果说明,从电网安全运行出发,在考虑可能出现的变压器饱和情况时,应改变传统的电容器组设计配置方式。

特高压串补平台投切对电容式电压互感器影响的试验研究

特高压串补平台在投切操作过程中,串联隔离开关触头间会出现间歇电弧,同时引起特高压电容式电压互感器(capacitor voltage transformer,CVT)出现绝缘问题,因此非常有必要开展串补平台投切过程对CVT影响的相关研究。构建了实体串补平台、CVT和隔离开关回路实验来模拟特高压串补平台的投切操作,测量出投切过程中CVT上的快速暂态电压和电流;并通过对CVT内部电容元件的快速暂态电流试验,分析研究了串补平台投切过程中CVT的绝缘破坏机制和绝缘耐受强度。试验研究发现,在串联隔离开关操作时,线路电感、串补平台对地电容和CVT电容构成的回路中产生谐振过程,隔离开关触头间的间歇性电弧击穿会造成CVT承受多次的暂态过电压和过电流。另外,CVT电容器元件之间焊接点是最易发生绝缘故障的位置,并总结出目前CVT可以耐受幅值不高于4.5 k A的快速暂态电流。

模块化多电平换流器主回路参数设计

模块化多电平换流器（MMC）将在电力系统中得到越来越广泛的应用，其主回路参数的设计直接影响系统的投资和运行性能。因此研究了MMC主回路中几种重要元件的参数设计问题，包括连接变压器、桥臂电抗器、子模块电容器、IGBT模块等。基于MMC的基本等值电路，提出了连接变压器阀侧空载额定电压的确定方法，论证了阀侧空载额定线电压的取值范围为直流侧电压的（1．00～1．05）／2倍；引入等容量放电时间常数的概念，发现电容电压波动率与等容量放电时间常数之间的关系基本不随具体工程而变，即具有跨工程的普遍适用性，因而可以一般性地给出子模块的电容参数，还分析了以往工程的对应参数，给出了等容量放电时间常数为40ms的推荐值；基于MMC的解析数学模型考察了4种极端工况下子模块功率器件所承受的电压和电流水平，发现子模块功率器件的负载水平会随运行工况的改变而发生巨大变化；引入二倍频环流谐振角频率和相单元串联谐振角频率的概念，提出了桥臂电抗器参数的取值原则，并分析了以往工程的对应参数，给出了桥臂电抗器参数普遍适用的推荐值为相单元串联谐振角频率取电网工频角频率。

晶闸管控制的串联电容补偿回路分析

在介绍晶闸管控制串联电容补偿（ＴＣＳＣ）基本概念的基础上，推导了ＴＣＳＣ回路中电容器、电抗器和晶闸管元件的电压和电流数学表达式，并由此进一步导出了ＴＣＳＣ基波阻抗和晶闸管触发角之间精确的数学关系．文中对现有的ＴＣＳＣ动态行为研究方法也作了定性的讨论和归纳．

基于小波变换的串补输电线路故障选相研究

串补电容及其保护装置MOV的应用给常规的故障定位与选相方法带来了困难。然而,串补输电线路发生故障后以及故障期间MOV导通时将产生高频暂态电流行波,故障相和非故障相的暂态电流信号的大小及所含有的频率成分不同。本文采用小波分析方法,选择适当的小波函数与变换尺度对相电流进行小波变换,根据故障相和非故障相的暂态电流在此尺度上小波系数能量的差别,形成故障选相判据。大量的EMTP仿真结果证实了该方法的有效性。所提出的方法对串补超高压输电线路的故障定位与保护具有实际意义。

单相PWM整流器IGBT及直流侧电容故障诊断方法

单相PWM整流器是列车牵引变流器的重要组成部分,主要由IGBT、直流侧电容两大关键部件组成,其运行状态对列车的安全运行至关重要。针对单相PWM整流器IGBT故障时输入电流畸变特性,提出基于小波变换和D-S证据理论相结合的IGBT故障诊断方法;针对直流侧电容等效电路的阻抗特性,提出基于等效串联电阻(ESR)的直流侧电容故障诊断方法。搭建单相PWM整流器仿真模型和实验平台,分别对所提出的IGBT及直流侧电容故障诊断方法进行仿真和实验研究。仿真和实验结果相符,验证了所提出的IGBT及直流侧电容故障诊断方法的正确性和有效性。

基于高频变压器漏抗理论的脉冲电源多模块并联充电误差机理研究

基于高频变压器的串联谐振充电设备是当前电容型脉冲功率电源系统先进的充电方式之一。现有文献针对其充电原理已进行过大量研究,主要致力于充电过程的数学建模及其与其他充电方式的性能对比。本文针对此种充电设备在实际使用过程中的充电误差与并联电源模块个数相关联的特殊现象,首先根据实际电路拓扑分析充电误差的产生机理,并推导充电误差与负载大小的定量关系,进而结合有限元和电路仿真证明理论分析的正确性,最后提出消除误差的控制方案并完成实验验证。相关研究结论对优化电磁发射装置用电容型脉冲功率电源系统具有一定的实际意义。

基于小波包变换的暂态电流保护在带固定串补的超高压线路上的应用研究

运用柏德生法则,定性地分析了带固定串补的超高压线路上的波过程及保护安装处反射电流与透射电流的S域表达式,该暂态量保护的性能不受串补电容金属氧化物变阻器(MOV)保护非线性特性的影响。以小波包分解作为分频手段对暂态电流进行分频,利用高低频段能量比作为保护判据。理论推导与仿真结果证明,该原理的保护可应用于带串补的超高压线路,且与串补电容安装位置基本无关,对不同的系统运行方式、故障类型、故障初始角及过渡电阻不敏感。

蒙西电网外送通道潮流均衡问题研究

针对蒙西电网外送电力的南北双通道潮流不均问题,提出了在北通道上加装移相器、加装移相器和串补以及仅加装串补等措施。在进行了各方案的潮流分析后,提出了在汗海—沽源、沽源—平安城线路分别加装40%和45%串补的设想,同时建议加设汗海—沽源—平安城第三回线路,以提高蒙西电网的外送能力。

采用特高压隔离开关切合固定串补平台的电容式电压互感器的快速暂态试验

采用特高压(UHV)隔离开关切合串补平台时会产生隔离开关的重复击穿和快速暂态过程,可能导致邻近的电容式电压互感器(CVT)发生故障。为系统研究该暂态过程,通过特高压隔离开关切合串补平台模拟试验,测量了CVT上的过电压水平、快速暂态电压和电流波形,并分析了在CVT高压端上加装保护电阻和保护电感对快速暂态的抑制效果。试验结果表明:隔离开关操作时,CVT端口最大过电压约为1.54倍工频试验电压峰值,远小于其雷电冲击耐受电压,不会对CVT造成严重威胁。快速暂态电流振荡主频为500 k Hz,幅值可达2.2 k A,高幅值和高陡度的快速暂态电流可能会导致CVT内部元件局部过热,并产生局部过电压,进而导致CVT损坏。在CVT高压端加装保护电阻和保护电感能有效限制快速暂态电流的幅值和陡度,对CVT具有较好的保护效果。

基于电流互感器供电的串补平台电源研制

火花间隙的控制电路在高电位下供电问题是其研制技术的一个重要内容。阐述了基于电流互感器供电的串补平台电源的原理、控制策略，其特点可以满足火花间隙的触发控制电路供电要求。研究了线路轻载和线路故障2种工况对平台电源的影响，并提出设计方法，进行了相关试验验证。试验结果证明：在稳态条件下，线路电流在5％～120％范围内，该电源能够很好为负载电路提供2W左右的能量，并且满足输出端电压波动不超过±5％要求。同时在线路短路暂态过程中，该电源仍能够可靠正常工作。

串联阻尼元件的特高压小电容量电容式电压互感器的设计及性能验证

为降低隔离开关切合串补平台时通过邻近特高压电容式电压互感器（CVT）冲击电流的幅值,利用ATP-draw建立了特高压串补平台侧隔离开关操作的等效模型,经计算得到,降低CVT额定电容量和在CVT顶端串联电阻或电感元件可以有效降低通过其本体的冲击电流幅值。研制了额定电容量为2000pF的小电容量特高压CVT样机,建立了其宽频等效电路模型,选取5组具有不同参数的串联阻尼元件,通过仿真计算与实测的比较,验证了仿真的合理性,并确定了阻尼元件参数。搭建了雷电冲击电压下特高压CVT冲击电流测量系统,分别测量了雷电冲击下通过带有阻尼元件的额定电容量为2000pF特高压CVT及工程用额定电容量为5000pF的特高压CVT的冲击电流。测量结果表明：在特高压CVT高压端施加幅值为1550kV,波前/全波时间为5.5/67μs的雷电冲击过电压时,通过前者的冲击电流幅值为0.82kA,通过后者的冲击电流幅值为2.66kA。该研究结果表明,采用串联阻尼元件的小电容量特高压CVT,可有效降低通过其本体的冲击电流幅值,提高特高压串补隔离开关操作时邻近特高压CVT的可靠性。

反激式同轴多绕组串联超级电容均衡器的设计

设计一种基于反激式同轴多绕组输出均衡电路,实现对多个串联单体的快速有效均衡。串联超级电容器组由于化学和温度等参数不一致,充电过程中会导致单体间充电水平的差异。针对这一问题,设计了一种基于反激式同轴多绕组输出的均衡电路,利用反激变换器的自均衡特性和输出电压跟踪平均值的控制方式实现对串联超级电容器的均衡。同时分析了该均衡器工作原理,并详细说明了了它的设计过程。该均衡电路结构简单,成本低廉。实验证明该均衡技术能够实现对多个串联超级电容的快速,有效均衡。

CVT谐波测量修正方法研究

针对110 kV及以上电网广泛应用的电容式电压互感器(capacitor voltage transformer,CVT)谐波测量失真问题,首先根据CVT的谐波传递模型分析,明确了CVT关键分布参数对其谐波传递特性影响规律,然后利用密勒定理简化模型,从串并联谐振角度深入分析了造成CVT谐波传递特性非线性的根本原因;最后针对试验条件的约束,提出基于粒子群算法的三核心分布参数辨识方法,并给出了CVT谐波测量修正的建议。

提高农村电网电压质量措施

近年来农村电网发展很快，对电压质量要求也越来越高。为解决农村电网电压质量问题，文章提出了四种措施，并对四种措施进行详细论述。针对四种措施和电网的实际情况，举例进行了解答。

便携式谐振倍压电容充电电源的设计

对输入电压为24 V,输出电压3 kV的便携式谐振倍压电容充电电源进行了设计与验证。针对高变压比的特点,电源采用串联谐振拓扑与倍压整流相结合的拓扑结构,避免了高频变压器副边匝数过多、分布参数过大可能造成的不利影响。对高频变压器、谐振电容、开关器件等核心元件进行了设计和调试。最后采用该电源进行电容充电实验,其测试结果验证了设计的正确性。