Electrical characteristics of new three-phase traction power supply system for rail transit

A novel three-phase traction power supply system is proposed to eliminate the adverse effects caused by electric phase separation in catenary and accomplish a unifying manner of traction power supply for rail transit.With the application of two-stage three-phase continuous power supply structure,the electrical characteristics exhibit new features differing from the existing traction system.In this work,the principle for voltage levels determining two-stage network is dissected in accordance with the requirements of traction network and electric locomotive.The equivalent model of three-phase traction system is built for deducing the formula of current distribution and voltage losses.Based on the chain network model of the traction network,a simulation model is established to analyze the electrical characteristics such as traction current distribution,voltage losses,system equivalent impedance,voltage distribution,voltage unbalance and regenerative energy utilization.In a few words,quite a lot traction current of about 99%is undertaken by long-section cable network.The proportion of system voltage losses is small attributed to the two-stage three-phase power supply structure,and the voltage unbal-ance caused by impedance asymmetry of traction network is less than 1‰.In addition,the utilization rate of regenerative energy for locomotive achieves a significant promotion of over 97%.

一种双管反激级联式高位取能电源设计

在柔性直流输电系统中,高位取能电源为模块化多电平换流器(MMC)的子模块控制电路供电。随着直流输电系统电压的提升,子模块直流侧的电压也随之升高。为使高位取能电源适应更高更宽范围的输入电压,设计了一种基于双管反激的级联式拓扑。首先,介绍双管反激电路的工作原理、电流控制模式及工作模态;其次,基于变压器初级电流中位值,重新推导变压器AP值公式,与传统AP值方法进行比较;然后,基于南澳柔性直流输电换流阀的相关参数,对电源主电路进行设计。最后,搭建了一台输入电压为350~4 000 V,输出为一路400 V、两路15 V的电源样机,通过实验结果验证了设计的有效性和分析的正确性。

一种用于输电线路视频监测的取能电源的设计

供电电源是保证高压输电线路在线监测装置稳定运行的关键,文中提出了一种基于高压电场感应取能技术的取能电源,并分别对其功率电路和控制电路进行分析设计。感应极板产生的位移电流作为取能电源的输入,直接决定着取能电源的输入功率,文中利用Comsol软件研究了感应极板尺寸对位移电流的影响,确定了感应极板的尺寸,并和实测数据进行对比,验证了仿真的正确性。基于此,文中研制了一套视频监测装置,通过感应极板和取能电源实现装置的自取能,拍摄输电线及周围环境视频并发送到远程终端。最后,通过实验确定了当视频监测装置应用在110 kV电压等级下时,远程终端接收到的单次视频时长为2.2 min,视频间隔为54.9 min。

一种基于变压器集成的高位取能电源设计

在柔性直流输电系统中,高位取能电源为模块化多电平换流器(MMC)的子模块控制电路供电。目前普遍采用多路输入串联结构来使高位取能电源承受更高更宽范围的输入电压,因此存在电路中磁性元件过多及多路串联是否均压等问题。针对此类问题,设计了一种基于变压器集成式的双管反激拓扑。首先介绍双管反激拓扑结构及其工作模态;其次分析磁集成变压器自均压工作机理并推导磁集成变压器面积乘积(AP)计算公式;然后针对南澳柔性直流输电换流阀相关参数,对电源参数进行设计;最后搭建了一台输入电压为350~4000V的实验样机,实验结果验证了设计的有效性和分析的正确性。

输电线路在线监测设备供能技术研究综述

随着数字电网的发展,海量的智能监测设备将安装在输电线路上,稳定、可靠的能源供给是输电线路在线监测设备有效运行的关键。为此,对输电线路在线监测设备不同供能方式的基本结构、工作原理和优缺点进行综述,阐述不同供能方式国内外最新研究进展。分析目前不同供能方式面临的难点和突破口,提出多组供能组合方式,利用不同供能方式的优势互补性,可增强供电的稳定性和可靠性;地线电流感应与蓄电池取能组合安全可靠,易于安装,既可避免能源浪费,又可提高电力系统的效率和可靠性;微波供能与蓄电池的组合采用时分多址系统,不受电网影响,可为在线监测装置实时稳定供电。

基于SICE自供电式压电-电磁俘能电路设计

对SICE接口电路的回收功率进行理论分析和计算,并利用Multisim对SHE、SECE、P-SSHI、S-SSHI和SICE 5种接口电路进行仿真和比较。通过对5种电路的分析,文中提出了一种基于同步翻转电荷提取的压电-电磁俘能电路(Self-Powered SICE)。所提出的电路由压电俘能部分、电磁供能部分、运算放大器、整流滤波电路、开关控制电路和同步翻转电荷提取电路组成。电磁产生的能量为开关控制电路供能,避免了引入额外的电源对开关进行控制以达到自供能。Multisim仿真结果表明本文设计的SP-SICE电路的回收功率是SHE电路的3.7倍,相比SICE电路的回收功率有所下降,但实现了自供电和负载的自适应。

配电网电缆在线监测装置的三相取能电源设计与探讨

针对配电网三芯电缆绝缘状态在线监测设备的供能问题,对三相在线取能电流互感器(current transformer,CT)的工作原理进行研究,开发一种适用于三芯电缆在线监测设备的三相取能CT,并设计后续倍压整流电路。通过仿真和试验,对影响取能CT输出功率和电压的因素进行定性分析和探讨。结果表明,在取能CT尺寸确定的情况下,影响输出功率的主要因素是一次侧电流,影响输出电压的主要因素是二次侧绕组匝数、磁芯与缆芯垂直距离、磁芯侧面积。该取能电源的研发验证了三相在线取能的合理性与可行性。

一种用于柔性直流输电的高位取能电源

直流高位取能电源应用于柔性直流输电及SVG系统。从直流高压电容取电,为升压阀组的控制、驱动及检测部分供电。该电源是柔性直流输电系统中的关键部件,其可靠性直接关系到输电系统的可靠稳定运行。本文介绍了一种可为柔性直流输电系统内部控制板,驱动板,以及保护装置提供稳定电压的一款高位取能电源。工作电压范围为350V-4000V,同时可在400V的输入电压条件下自启动。

北仑发电厂对外供热的实现

北仑发电厂根据外界用户和自身发展的需要,在分析外界用户用汽需求的基础上,对600MW机组主汽、冷再、热再抽汽供热方案进行了比较,确定了最优方案为利用机组冷段蒸汽供热,并分析了1 000 MW机组辅汽供热的可行性,同时在试验中验证了抽汽供热方案的安全性。最终使北仑发电厂具备了700 t/h的最大对外供热能力,取得了良好的经济效益和社会效益。

基于TA原理取能的多重有源泄放高压侧电源的研究

介绍了一种基于电流互感器(TA)原理取能高压侧电源的励磁电流调节方法,分析了感应取电器二次电流运行性能数据与示波图,结果表明通过采用多重有源泄放阵列,同时配合超级电容器储能和双重瞬态电压抑制,可为现场监测装置提供能瞬时供出大功率能量的安全电源。

TOPSwitch-GX系列第四代单片开关电源的原理

TOPSwitch-GX是2000年底国际上最新推出的第四代单片开关电源系列产品。本文介绍其性能特点、工作原理以及它与TOPSwitch-FX的性能比较。

高渗透率分布式电源配电台区状态综合评估

由于分布式电源大量接入配电台区会引起配电台区的网架结构和潮流方向等发生重大变化,因此,须对配电台区进行综合评估,为优化配电台区能源结构、提高能源利用效率、促进节能减排、制定用电措施等提供理论支撑。文章主要针对高渗透率分布式电源台区运行进行状态估计和综合评估,保证在线路参数存在误差的情况下,状态估计的精度仍能保证较高的水平;状态综合评估则从配电台区的网架性能、光伏消纳能力两个角度对配电台区的性能进行了综合评估,为分布式电源接入配电台区提供改造建设及在配电台区合理选点、定容提供参考依据。

农林生物质电厂替代燃煤锅炉工业供汽的应用实践

稷山农林生物质电厂主动实施可再生能源替代化石能源行动,通过对汽轮机打孔抽汽改造,成功向周边企业供汽,实现了对小燃煤锅炉的替代。打孔抽汽改造技术应用后,电厂实现热电联产,热效率明显提高,企业经济效益和社会环保效益显著,巩固提升了农林生物质可再生能源发电产业的核心竞争力,值得推广。

抽汽供热机组增设背压机节能效果评价

为了对增设背压机的抽汽供热机组能耗指标进行评价和对机组改造的可行性进行评估,根据能量梯级利用原理,利用EBISLON软件建模,进行了增加背压机后供热机组的变工况计算,明确了该种供热模式下的供热负荷、发电负荷和供电负荷等边界条件变化关系和节能量。结果表明:某300 MW纯凝改供热机组增设一台10 MW背压发电机组后,机组供电煤耗降低5.671~7.725 g/(kW·h),增设背压机后节能效果明显。