為提高串聯(lián)諧振型故障限流器(seriesresonantfaultcurrentlimiter,srfcl)旁路電路的可靠性,減小諧振電容的氧化鋅避雷器(mov)能量消耗,研究了晶閘管閥自觸發(fā)保護動作電壓閾值設(shè)計方法。限流器控制器失靈是最惡劣的故障態(tài),只能依賴晶閘管閥自觸發(fā)保護即擊穿二極管觸發(fā)晶閘管(breakoverdiode,bod)。設(shè)計了bod動作時序,從動作時間和避雷器能耗角度分析閾值影響因素。bod動作電壓閾值決定了晶閘管閥過電壓保護水平和觸發(fā)時間。電壓閾值設(shè)置低,bod保護會和保護判據(jù)競爭;電壓閾值設(shè)置高,避雷器能耗水平會提高。以華東電網(wǎng)限流器示范工程為背景,建立限流器仿真模型,通過大量仿真計算,總結(jié)了電壓閾值變化對避雷器能耗水平影響規(guī)律,提出了電壓閾值設(shè)計指標(biāo)。研究結(jié)果對工程設(shè)計具有指導(dǎo)意義。

本文對串聯(lián)晶閘管閥組的觸發(fā)電路進行了介紹,設(shè)計了一套用于高壓tsc串聯(lián)晶閘管閥組的電磁觸發(fā)電路。該觸發(fā)電路采用電壓源驅(qū)動、脈沖變壓器串聯(lián)使用觸發(fā)串聯(lián)晶閘管閥組,利用高壓電纜實現(xiàn)脈沖變壓器高低壓側(cè)絕緣。該電路具有結(jié)構(gòu)簡單、晶閘管門極觸發(fā)電流前沿陡峭等特點。在10kvtsc動態(tài)無功補償裝置中的實際應(yīng)用驗證了該觸發(fā)單元的可行性。

靜止無功補償裝置(svc)作為一項成熟技術(shù),已經(jīng)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代電力系統(tǒng)的負荷補償和輸電線補償,并且那些使用大功率晶閘管的svc已被看作是柔性交直流輸電系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。其中晶閘管投切電抗器(tcr)是svc的最重要組成部分之一,它一般與固定電容器或晶

為滿足晶閘管投切電容器(tsc)裝置可靠性及其試驗方法和試驗等效機理研究的需要,重點研究了tsc裝置的核心部件——高壓晶閘管閥在過電流故障狀態(tài)下的失效機理。首先介紹了tsc系統(tǒng)及其閥的結(jié)構(gòu)以及過電流故障形成的原因和特征,并給出了過電流的數(shù)學(xué)方程和仿真波形。然后按照過電流故障的不同發(fā)展階段對tsc閥的電流、電壓和熱等應(yīng)力進行了解析分析。在上述基礎(chǔ)上,結(jié)合器件的物理特性,對tsc閥各個元件在各種故障應(yīng)力下的內(nèi)部物理過程進行了分析。最終得到了tsc閥在過電流故障的不同發(fā)展階段的失效模式和失效指標(biāo),從而揭示了tsc高壓晶閘管閥的過電流失效機理。

串聯(lián)諧振型限流器晶閘管閥組件在開通和導(dǎo)通過程中要承受巨大的電流應(yīng)力,而電力電子試驗裝置目前尚不能滿足該故障電流試驗的考核要求。文中在晶閘管閥運行工況分析基礎(chǔ)上,提出了等效試驗指標(biāo)和等效試驗方法。應(yīng)用電力電子等效試驗理論,研究晶閘管閥失效機理;建立過電流試驗等效分析數(shù)學(xué)模型,提出等效試驗指標(biāo);參考斷路器短路電流試驗方法,設(shè)計分步試驗和合成試驗。分步試驗利用lc振蕩電路和短路電流電路考核電流陡度和電流強度,合成試驗利用斷路器關(guān)合試驗電路全面考核閥耐受電流能力。對2種試驗方法進行了比較分析,建議采用分步試驗方法。

高壓直流輸電晶閘管閥開通產(chǎn)生的電流應(yīng)力是其電氣特性研究的重要內(nèi)容之一。對閥開通電流應(yīng)力分析的原有電路模型進行了改進,并對閥開通的暫態(tài)過程進行較為詳盡的分析。分析把把開通過程分為3個階段進行,并推導(dǎo)出各階段晶閘管閥開通電流應(yīng)力計算的非線性微分方程組,采用龍格-庫塔法對方程組進行計算;此外對晶閘管閥換相開通的電流應(yīng)力及其影響因素進行較為全面深入的分析,最后得到各種運行條件和各類電路參數(shù)變化時開通電流應(yīng)力的變化情況,并總結(jié)出其中的關(guān)鍵因數(shù)。

晶閘管器件的斷態(tài)(開斷狀態(tài))電壓上升率du/dt和通態(tài)(導(dǎo)通狀態(tài))電流上升率di/dt是決定可控金屬氧化物避雷器(cmoa)晶閘管閥工作安全性的關(guān)鍵參數(shù)。以長治—南陽—荊門特高壓交流試驗示范工程為背景,對晶閘管閥中晶閘管器件需要承受的最大du/dt和di/dt進行了仿真計算,提出了技術(shù)要求,并給出了限值要求,即du/dt和di/dt均不允許超過其臨界值du/dtcrit和di/dtcrit。根據(jù)實際使用條件對所選晶閘管器件的du/dtcrit和di/dtcrit進行了試驗測試。測試結(jié)果和技術(shù)要求對比表明:2.0～3.0英寸晶閘管du/dtcrit不小于45kv/μs,大于技術(shù)要求28.3kv/μs,無需限制措施;di/dtcrit為865～910a/μs,遠小于技術(shù)要求87ka/μs,須采取適當(dāng)?shù)南拗拼胧?。研究表?采用3～5mh的限流電抗器可以將di/dt限制在容許范圍內(nèi),且限流電抗器對cmoa限制系統(tǒng)操作過電壓的效果影響不大,可以采用限流電抗器限制晶閘管器件的di/dt。

針對現(xiàn)有晶閘管電磁式觸發(fā)和監(jiān)控系統(tǒng)的不足,提出了適用于高電壓、大電流晶閘管閥組的光電觸發(fā)和監(jiān)控方式。介紹了其功能、原理和構(gòu)成。

晶閘管閥組中主要元器件參數(shù)的設(shè)計與型號的選取一直被業(yè)內(nèi)人士所重視,但閥組結(jié)構(gòu)設(shè)計、主要元器件的安裝與導(dǎo)線的走線方式往往被忽略或得不到足夠重視。本文首先描述了實際工程中閥組運行過程中出現(xiàn)的問題,并采取措施分析出現(xiàn)問題的原因,進而針對本工程阻容吸收安裝接線的問題采取相應(yīng)的整改措施,最終保證了晶閘管閥組的正常運行。

分析和比較了瑞士abb、瑞典abb、toshiba和siemens公司的幾種高壓晶閘管閥過電流試驗回路的工作原理及其優(yōu)缺點。根據(jù)國際大電網(wǎng)會議(cigre)關(guān)于高壓串聯(lián)閥電流電壓強度的技術(shù)導(dǎo)則以及國際電工委員會關(guān)于靜止無功補償裝置閥和高壓直流閥的試驗標(biāo)準(zhǔn)的要求,提出了一種新型過電流試驗回路的主電路方案:由大電流源提供加熱電流,由諧振回路提供過電流及相應(yīng)的閉鎖電壓,由高電壓回路輔助實現(xiàn)高壓直流閥的特殊試驗要求。該試驗回路調(diào)節(jié)更靈活、試驗?zāi)Ｊ礁?、試驗?zāi)芰σ泊鬄樘岣?高電壓回路的電壓參數(shù)提高至80kv,過電流峰值提高到47ka,頻率范圍擴展到50~350hz。

高壓直流換流閥用飽和電抗器的作用是抑制流經(jīng)晶閘管的電流變化率,限制晶閘管產(chǎn)生的電壓,提高晶閘管換流閥分布電壓的均勻性。主要研究高壓直流換流閥用飽和電抗器的理論設(shè)計、結(jié)構(gòu)排布及線圈選取等方法,具有一定的實際應(yīng)用價值。

為滿足串聯(lián)晶閘管閥組中多個晶閘管同步觸發(fā)以及多個串聯(lián)晶閘管觸發(fā)模塊之間的隔離強度,給出了一種新穎的晶閘管閥組高壓側(cè)觸發(fā)能量耦合獲取單元。該單元可在低壓側(cè)產(chǎn)生幅值恒定的直流或高頻方波交流可控電流,通過高壓絕緣電纜穿過多個磁環(huán)變壓器將能量耦合至高壓側(cè),在次級經(jīng)變換后形成觸發(fā)脈沖直接同步觸發(fā)晶閘管,觸發(fā)脈沖上升沿小于500ns。在10kv中壓晶閘管投切電容器(tsc)無功補償裝置中的實際應(yīng)用驗證了該觸發(fā)單元的可行性。

文章簡要介紹了一種用于高壓tcr晶閘管閥組的電磁觸發(fā)控制方案,設(shè)計了一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的大功率脈沖電流源生成電路,重點分析了該電路的關(guān)鍵參數(shù)作用和工作特性。對電磁觸發(fā)系統(tǒng)進行了仿真分析和實驗驗證,結(jié)果表明,該觸發(fā)方案能可靠地完成對高壓晶閘管閥組的觸發(fā)控制,并可以方便地實現(xiàn)控制電路與主電路之間的電氣隔離,安全可靠。

大功率晶閘管閥組是靜止無功功率補償設(shè)備中的關(guān)鍵器件,筆者簡要介紹了a電氣公司自主研發(fā)的pcs-9580型靜止無功補償器中的晶閘管閥組,重點分析了其中晶閘管的選取原則、多級串聯(lián)的配置方案以及保護。通過利用晶閘管控制單元,實現(xiàn)主高壓回路與控制系統(tǒng)的接口,最后詳細闡述了采用高純度水作為冷卻介質(zhì)的水冷回路。

為實現(xiàn)配變次級斷路器的自動化控制,設(shè)計故障電流檢測及自動分合閘裝置。它主要應(yīng)用于400kva及以下變壓器的監(jiān)測,具有單回路3相故障電流檢測,3相低壓及過壓監(jiān)測,3路單相開關(guān)分合閘控制,3路單相斷路器的分合狀態(tài)監(jiān)測及控制,跳閘狀態(tài)監(jiān)測,單相位跳閘后自動合閘,并具備rs485通訊及無線通訊功能。通過手持機遠距離無線和現(xiàn)場lcd液晶顯示,監(jiān)測變壓器系統(tǒng)的電力參數(shù),查詢分合閘,故障電流歷史狀態(tài),查詢當(dāng)前和歷史告警狀態(tài)數(shù)據(jù),手動控制各相位導(dǎo)通斷開。廣泛應(yīng)用于變壓器監(jiān)控系統(tǒng),可以完全監(jiān)控變壓器系統(tǒng)的運行狀況和故障狀況,跳閘后,根據(jù)跳閘信息自動選擇分合閘,可以減輕系統(tǒng)運行維護人員的工作負擔(dān),幫助維護人員定時了解到故障信息。

高壓直流輸電晶閘管閥關(guān)斷產(chǎn)生的電壓應(yīng)力是其電氣特性研究的重要內(nèi)容之一。對關(guān)斷電壓應(yīng)力分析的原有電路模型作了改進,拓展了模型適用范圍,推導(dǎo)出晶閘管閥關(guān)斷電壓應(yīng)力分析的拉普拉斯解析方程,并對晶閘管閥換相關(guān)斷的電壓應(yīng)力作了較為全面深入的分析,得到各種運行條件和各類電路參數(shù)變化時關(guān)斷電壓應(yīng)力的變化情況,總結(jié)出了其中的關(guān)鍵因素。從計算和仿真結(jié)果來看,分析方法是可行的,并具有較高的精確度。

介紹了干式空心電抗器的結(jié)構(gòu)、計算模型,給出了并聯(lián)電抗器匝間短路后阻抗的變化。

晶閘管閥短路電流試驗是考核直流輸電晶閘管閥耐受短路電流能力的運行型式試驗項目,要求試驗結(jié)果跟實際運行工況具有等價性。本文使用lc振蕩回路對直流輸電晶閘管閥進行短路電流試驗進行研究,并利用計算機仿真技術(shù)對其進行仿真研究,以確定回路參數(shù)準(zhǔn)確性和試驗方法的有效性。結(jié)果表明以lc振蕩回路產(chǎn)生的短路電流,滿足直流輸電晶閘管閥短路電流標(biāo)準(zhǔn)要求,可做為進行直流輸電晶閘管閥短路試驗的有效方法。

介紹了華東500kv瓶窯變電所故障電流限制器在線路負荷電流正常增加過程中,頻繁出現(xiàn)的光通道閥損壞、主動旁路保護動作及永久閉鎖合閘情況,分析了導(dǎo)致故障電流限制器頻繁永久閉鎖合閘的根本原因,提出了修改閥控與監(jiān)測系統(tǒng)程序,增大閥高電位控制單元檢測時間,以及增加監(jiān)控后臺遠方復(fù)歸功能的改進方法,為變電站無人值班提供了技術(shù)支撐。

應(yīng)用干式空心限流電抗器,解決鶴壁礦區(qū)大胡變電站6kv母線短路容量較大的難題。并利用emtdc程序?qū)Ω髦肥褂眯ЧM行仿真。仿真結(jié)果證明,達到了降低系統(tǒng)短路容量的目的,增強了斷路器在線路短路時的開斷能力,提高了礦井供電的安全性和可靠性。

可控避雷器晶閘管閥主要由反并聯(lián)晶閘管對串聯(lián)而成,為保證各個晶閘管承受電壓的一致性,必須采取適當(dāng)?shù)木鶋捍胧?。根?jù)晶閘管閥串聯(lián)均壓的技術(shù)要求,利用電力電子系統(tǒng)設(shè)計程序,對傳統(tǒng)rc均壓方法的可行性進行了計算分析。研究得出rc均壓方法可能嚴重破壞可控避雷器的靜態(tài)電位分布,不適用于晶閘管閥。提出采用晶閘管與金屬氧化物電阻片一對一并聯(lián)的均壓方法,利用金屬氧化物電阻片良好的非線性伏安特性限制晶閘管的過電壓,并對電阻片的均壓效果進行了仿真計算。結(jié)果表明,合理選擇電阻片的串、并聯(lián)數(shù)和尺寸參數(shù),可以將串聯(lián)晶閘管的開通過沖電壓均限制在要求的范圍內(nèi)。

tdk集團的tdk—epc公司已拓展其愛普科斯fepcos）浪涌電流限制器0cl）的產(chǎn)品范圍。p11系列（b57211p＊）涵蓋了從4～25ω（r25）的電阻范圍。這些類型專為0℃至25℃的溫度范圍，2．5～5a的電流而設(shè)計。p13系yo（b57213pm1的電阻范圍為3～5ω，專為高功率設(shè)計，即6或7a的電流。