金属罐体对真空灭弧室内部电场分布的影响

利用真空开断技术以及环保气体绝缘技术开发罐式真空断路器是高压真空断路器的一个重要发展方向。为此,建立了126 kV单断口真空灭弧室以及罐式断路器的电场仿真模型,分别从触头表面电场分布、触头间隙有效击穿面积以及内部电场分布对称性三个方面,探究了布置在金属罐中的真空灭弧室内部电场的变化。结果表明,金属罐体引起真空灭弧室内部动、静两侧的电场分布不对称,出现高电位侧电场强度增大,而低电位侧电场强度减小的情况。针对这一情况,建立等效电路模型,从电路层面分析。结果表明,对地杂散电容增大引起了主屏蔽罩的电位降低。进一步地,通过将主屏蔽罩电位设置为一系列的固定值,研究了主屏蔽罩电位对于真空灭弧室内部电场分布的影响。当控制主屏蔽罩电位相同时,布置在金属罐中的真空灭弧室与单个真空灭弧室相比,两者内部电场分布基本一致,这为罐式断路器中的真空灭弧室内部电场的优化提供了参考。

配用CuCr合金电极的真空介质开关电弧阳极热过程分析

真空介质开关电弧的主要成分源于故障电流开断过程中触头电极在极间产生的金属蒸气,且真空电弧的微观动力学行为直接影响开关的开断能力。文章通过建立真空介质电弧双温磁流体动力学模型,研究配用不同配比CuCr合金触头电极材料的真空介质开关在故障电流开断下阳极热过程的变化情况,得到阳极触头表面温度和熔池范围沿径向和轴向的分布。仿真结果表明,开断故障电流的增大及电极合金材料中Cu含量的增大均会导致输入阳极的能流密度增大。在200 A电弧电流作用下,阳极表面温度未达到CuCr合金的熔点,未发生熔化;而在6 kA电弧电流作用下,阳极温度先后达到Cu和Cr的熔点,电极熔化程度随合金中Cr含量的增大而减弱。

模块化多电平换流阀子模块用真空旁路开关设计

模块化多电平换流阀(MMC)子模块的可靠性直接影响到柔性直流输电系统的整体稳定性,旁路开关是决定子模块关断性能的关键设备之一。文中基于永磁机构的工作原理和理论建立一种双线圈旁路开关模型,利用仿真分析电容储能电压、电容值、线圈线径和匝数以及弹簧参数对开关动态特性的影响规律,并对其动态特性进行优化设计。最后根据仿真结果制作样机并进行试验验证,测试结果表明:旁路开关满足在3 ms内合闸,零弹跳的技术要求,且通过雷电冲击试验、工频耐压试验、方波电压试验3项绝缘试验。

四极管等效二极管空间电荷限制流研究进展

可持续绿色能源核聚变具有清洁环保、原料储量丰富、安全可靠、不产生核废料等优点,是解决未来能源及环境问题的重要选择。然而,实现受控核聚变并非易事,托卡马克是最有希望实现可控聚变能的磁约束装置。大功率真空发射管是托卡马克装置中的一个重要器件,其电流作为发射电子管极限参量和额定功率的一个重要指标,取决于发射管本身的结构、尺寸、材料等。由于四极管的结构和工作原理十分复杂,很难直接获得发射电流随其结构参数变化的情况。可先将四极管等效成二极管结构来探寻二极管空间电荷限制流随其几何结构变化的规律,从而为等离子体加热发射管(四极管)结构设计及优化提供理论参考和有效依据。对此,本文通过查阅相关文献和书籍,对二极管空间电荷限制流方面国内外的研究状况进行总结和分析,并展望了其发展趋势。

大开距条件下杯状纵磁触头间隙磁场特性

“碳达峰、碳中和”目标的提出使得高压真空灭弧室的研制与发展受到广泛的关注与重视。为此,通过增大杯壁开槽旋转角的方式探究了6槽杯状纵磁触头在高压真空灭弧室中应用的可能性。研究结果表明:增大开槽旋转角是大开距下增强6槽杯状纵磁触头间隙纵向磁场的有效手段;适当地增大触头杯高和杯壁厚度不仅会使得触头电阻明显下降,也使得开槽旋转角进一步增大,从而使得纵向磁场得以继续增强;支撑件的添加可以使具有较大开槽旋转角的触头结构强度明显增加,而间隙纵向磁场的下降并不明显。论文研究结果可以为杯状纵磁触头在高压真空灭弧室中的实际应用提供借鉴与参考。

固态开关串联的高压重频脉冲电源

随着脉冲功率技术在生物医疗、食品加工、电磁成形、等离子体研究等领域日益广泛而深入的应用,脉冲发生器的研制面临高压高频化、全固态化等新要求。为了满足这种新要求,设计了一种固态开关串联的高压重频脉冲电源。脉冲电源主要由高频触发电路、主电路以及LCL谐振电路组成:主电路为8级Marx电路串联,MOSFETs作为充放电控制开关;触发电路输出触发信号驱动MOSFETs工作;LCL谐振电路可实现输出电流恒定。电源结构触发同步性好,充电速度快,结构紧凑。对电路的结构设计、电路原理、参数设置进行了详细阐述,并利用Simplorer软件仿真验证高压重频脉冲电源电路的可行性。最后搭建了一台高压重频脉冲电源样机,实验样机参数为脉冲电压0~4 kV,重复频率0~8 kHz可调,脉冲宽度5~12μs可调。

超快速隔离开关电磁斥力机构设计及试验研究

直流断路器的故障切除时间主要决定于关键元件超快速隔离开关的动作时间。文中对超快速隔离开关的电磁斥力机构工作原理进行研究,得到建立电磁斥力机构的有限元模型。仿真分析线圈参数、金属盘尺寸等因素对超快速隔离开关动态特性的影响,在此基础上对电磁斥力机构参数进行优化。最后对设计超快速隔离开关进行动态特性测试,测试结果表明设计的电磁斥力机构能满足超快速隔离开关2 ms运动到耐受故障切除过程中的暂态开断电压TIV的绝缘距离要求,验证了设计的有效性,为混合式高压直流断路器的实现提供了保证。

基于混沌吸引子的真空断路器永磁斥力机构机械故障识别方法

针对真空断路器斥力机构故障时振动信号瞬态、非线性且难以进行故障定量评估与识别的问题,该文提出一种基于吸引子形态的混沌吸引子矩特征量和粒子群优化支持向量机的斥力机构故障评估与识别方法。以斥力机构分合闸过程中典型故障,特别是分闸油压缓冲器不同过调故障程度的振动信号为分析对象,首先采用混沌理论相空间重构方法和Wolf算法,得到最大Lyapunov指数,表明斥力机构振动信号具有明显的混沌特性,通过三维相图定性分析振动信号混沌吸引子演变规律;然后引入混沌吸引子矩理论,提取四种二维吸引子矩,利用最小二乘法线性回归计算第一区域曲线斜率为吸引子形态特征量,同时提取时域信号共同组成特征向量库;最后比对分析支持向量机算法与粒子群优化-支持向量机组合算法的准确率。实验结果表明,文中所用方法可精准识别斥力机构故障类型。

基于多策略粒子群算法的500 kV直流断路器用快速机械开关优化设计

快速机械开关作为混合式直流断路器系统的关键设备,其操动机构多选用电磁斥力机构,电磁斥力机构的磁场电场相互耦合,仅通过控制变量法难以从整体上对电磁斥力机构进行优化设计。为此,提出一种多策略改进粒子群算法,并将其应用到斥力机构的参数优化中。首先,利用Ansoft Maxwell仿真分析了电磁斥力机构的线圈盘尺寸、金属盘尺寸和放电回路参数对快速机械开关动态性能的影响,确定了主要的优化设计参数;其次,针对基本粒子群的缺陷,结合重开端及反向学习策略进行改进并验证了改进后算法的优势性;最后,根据优化后的参数制造了样机并进行了动态性能测试。测试结果表明:优化后的开关的分断速度得到提高的同时减小了开关的总体积和成本,验证了优化设计的有效性。研制出的快速机械开关将投入张北±500 kV柔性直流输电工程使用。

CuCr触头表面黑斑与黄斑缺陷的研究

研究了在CuCr触头表面发现的一种缺陷——黑斑与黄斑的形成原因及其对灭弧室性能及制造过程的影响,并提出了消除黑斑及黄斑的措施。

解决厚壁95%Al_2O_3瓷在热压铸生产线存在的问题

对用95%A l_2O_3瓷制厚壁发射管D B941系列产品会造成塌坑、缩孔、皱纹等缺陷进行了分析,并探索其产生的原因,提出了解决的方法,满足了生产所需。

解决厚壁95瓷在热压铸生产线存在的问题

在发射管新品的开发过程中,绝大部分95瓷需要自制,针对发射管DB941系列所用的瓷件几乎都是厚壁零件,这在热压铸生产线生产有一定的困难,因为在热压铸生产线生产厚壁95瓷的过程中会出现各种缺陷。本文针对各种缺陷进行分析和探索其产生的原因,提出了解决这些问题的方法,并成功在热压铸生产线研制了厚壁95瓷,满足了生产所需。

浅析95氧化铝瓷斑点的形成原因及解决措施

本文采取对比试验 ,从主要原材料氧化铝粉以及机械器皿分析 ,研讨 95氧化铝瓷产生斑点的原因 ,并讨论了斑点的着色机理 。

母线电流对真空灭弧室电极间带电粒子运动的影响

读了《高压电器》1991年第二期载西安交通大学贾申利等老师所著《一种用于真空灭弧室的磁屏蔽罩》一文后,颇受启发,便尝试通过计算,对灭弧室内燃弧时在两极板间运动的带电粒子受母线中电流影响的情况进行探讨.在以下的分析计算中,为计算简便假设:1)在计算灭弧室两极板之间的电场时,将两极板视为“无限大”平行平板;2)假设带电粒子受电场力作用从电极表面向极板间空间飞出时的初速υ_0=0_0.

固态开关的多路输出高压隔离供能电源研究

研究了一种应用于直流断路器中固态开关的多路输出高压隔离供能电源,采用LCL-T谐振网络获得高频恒流源,以高压线缆作为电流母线并起到隔离高电压的作用,通过磁环从电流母线拾取功率并实现多路输出。首先,介绍了该电源的架构及特点,对组成模块做了详细分析。其次,重点分析了全桥逆变型LCL-T谐振网络工作原理和输出特性,对电源拓扑结构的品质因数进行优化分析,并结合LCL-T谐振网络作为恒流源和电流母线的思想,给出了整机设计准则。最后,试制了具备12路输出、每路额定输出功率5 W的样机,并且实验结果表明,该供能电源具有结构简单、扩展性良好、零电压导通(ZVS)、母线电流的总谐波畸变率低、能够输出稳定的直流电压等优点,可以满足各类固态开关器件的驱动要求。

继电保护在智能变电站中的应用分析

智能变电站是智能电网的重要组成部分,传统变电站和智能化变电站最主要的区别就是智能化,在功能上,智能变电站的功能是要远远大于传统变电站的。继电保护系统则是智能变电站稳定、高速运行的关键,提升智能变电站继电保护系统可靠性是十分必要的。本文针对电力系统继电保护概述,智能化变电站存在的问题以及提升智能变电站继电保护系统可靠性的措施进行了分析。

基于混沌粒子群算法的IGBT参数提取研究

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)在电力系统大功率领域占据越来越重要的地位。为保证其仿真结果与实际结果的准确性,IGBT参数的精确提取变得尤为重要。在对IGBT静态特性、动态特性以及物理模型了解的基础上,确定IGBT要提取的参数。采用Saber软件的仿真和Matlab软件的计算功能相结合的方法,对仿真和实验波形进行对比。再经改进的粒子算法对提取参数进行迭代优化运算,从而得到IGBT的精确参数,并对得到的精确参数进行有效性验证。

电视发射管的最新发展

本文叙述了Ｖａｒｉａｎ，ＥＥＶ和Ｔｈｏｍｓｏｎ于９０年代初开发成功的ＵＨＦ－ＴＶ发射管ＩＯＴ及其应用情况，并着重介绍了Ｔｈｏｍｓｏｎ电子管公司１９９４年最新推出的ＴＵ６８０Ｄｉａｃｒｏｄｅ的优良信号传输特性及在未来数字电视方面的美好应用前景。