基于零交越相位提取方法的同步断路器设计

利用基于永磁操动机构的真空开关,结合以单片机 MC 68332为核心的控制器,研制出同步于电网相位信息的可控型同步断路器。该装置采用零交越相位分析算法,可快速、准确地提取电网的相位信息,产生同步跟踪脉冲;当远方控制指令到达时,断路器根据电网的相位信息进行同步动作,以保证真空开关触头能精确地在正确的位置上开、合。最后在试验过程中实测了同步断路器的参数,试验结果表明该装置动作准确、可靠。     

基于自适应预测的同步断路器

介绍一种基于弹簧操作机构的真空同步断路器.该同步断路器以TI2812DSP为控制核心.可实现在电网电压预定相位处合闸的功能,从而可大大缩短合闸操作暂态过程,提高电网电能质量.分析实现断路器同步控制的原理和影响弹簧机构动作时间的因素,并据此提出基于时间序列的自适应预测控制策略.可显著提高断路器同步动作的准确性和可靠性.随后采用高性能数字信号处理器(DSP)实现断路器同步控制器样机,并对上述控制算法进行试验验证.试验结果表明:同步断路器可以实现在电网电压预定相位精确合闸:当环境变化、控制电压波动及弹簧老化等原因引起断路器动作时间偏离时,自适应控制器能够在三四个动作周期内迅速修正偏差.重新回到并保持同步状态.     

基于真空断路器的并联电容器组相控投切装置

为了减小配电网中无功补偿并联电容器组投切时所引起的涌流和过电压,开发了一种基于永磁机构的相控真空断路器系统,包括断路器本体和同步控制器.控制器硬件以数字信号处理器(DSP)TMS320LF2407A为核心,采用模块化设计思想,具有良好的抗干扰性.分析了断路器的机械特性、介质绝缘特性以及控制系统精度对相控投切效果的影响.系统实时采集电网参数并采用平均序列交越零点相位差分算法提取参考信号相位信息,配合合适的投切策略,完成电容器组在预定相位投切.该断路器装置已经完成在系统试验站的大量相控投切实验,实验表明样机运行稳定可靠,达到了预期设计要求.     

电网基波无静差正交正弦波观测技术

快速准确地获取电网相位、频率等信息,对并网逆变器控制具有重要意义。在单相并网系统中,由于缺少与电网电压相互正交的正弦量,无法直接构建基于同步旋转坐标系的同步锁相环来获取电网相位信息。对此,提出一种无静差的正交正弦波观测器技术,可以无静差地提取电网基波和与电网基波相互正交的正弦量,并以此构建单相同步锁相环,实验验证了该方法的有效性。     

可改善并网逆变器系统稳定性的弱电网频率快速检测方法

现有的频率检测方法大多通过锁相环实现,但锁相环在弱电网背景下存在失稳隐患,致使弱电网频率无法准确检测。在电网同步相位开环检测方法的基础上提出了一种新的频率检测方法,可在有高频噪声干扰的背景下显著地提高频率检测的速度与精度。文中所提出方法首先利用开环相位检测技术实时准确获取电网同步相位,接着利用差频相位跟踪算法提取实时电网相位中的差频相位分量,最后通过对该差频相位信息进行闭环控制,即可快速准确地获得电网频率信息,实验结果表明:提出的频率检测方法能够快速准确地检测电网的实时频率,精度高且抗噪声干扰能力强。     

三相并网系统的一种快速相位检测方法

在三相并网系统中,要求三相锁相环技术能够快速准确地检测电网电压相位信息,并且抗扰能力强、响应速度快。提出一种区别于传统的基于同步旋转坐标系三相并网系统锁相方法的相位检测方法,该方法通过分析三相电网电压的瞬时值在三相电压绝对值之和中所占的比值与相位角之间的关系,利用二者之间的对应关系,通过查表计算的方法直接求出当前实际的电网电压相位,能够快速、无延时地得出相位信息,且无需进行Park坐标变换。在电网电压不平衡及谐波含量较大导致电网电压畸变等异常情况下,电网电压中会含有负序以及谐波分量,传统锁相方法和该文所提锁相方法都无法精确地追踪相位信息,所以该文又通过采用双二阶广义积分器的方法提取电网电压的正序分量以及滤除低频谐波,然后将正序分量通过该文锁相方法计算得到相位信息。此相位检测方法操作简便、易于实现。最后,对所提相位检测方法进行了实验验证,并与传统方法进行了对比,证明了该方法的有效性。     

延时消去滤波SRF-PLL方法

并网型电力电子变流设备需要实时精确检测电网电压的相位以实现同步。对同步旋转变换锁相方法(SRF-PLL),分析了当三相电网电压不平衡时,Park变换鉴相输出信号特征,指出二倍频扰动引起相位偏差信息不准确,在SRF-PLL环路内应用延时消去滤波滤除该扰动,能使得锁相系统精确追踪正序分量。数字仿真表明,该方法稳态精度高,过渡过程快,计算量小,以TMS320F28335控制器实现了该算法,测试波形验证了正确性和有效性。     

基于相序解耦谐振控制器的基波正序电压相位检测方法

在并网逆变系统中,必须能够准确、快速地检测出电网电压正序分量的相位信息,以便实现单位功率因数并网,然而,传统锁相环技术存在电网电压发生不对称故障时,其检测精度受到负序电压分量的影响而导致检测不准。提出一种基于相序解耦谐振(sequence-decoupled resonant,SDR)控制器的锁相环检测技术,该方法利用SDR控制器将正序电压分量从不对称电压中分离出来并对其进行相位跟踪,从而实现锁相环功能。仿真与实验结果表明,该方法在电网电压不对称、频率变化及电网畸变情况下,能对电网基波正序电压相位进行良好的检测。     

同步发电机模型在MMC并网控制中的应用

为了实现模块化多电平换流器MMC(modular multilevel converte)r快速、平滑并网,该文将同步发电机模型与同步发电机准同步并网原理应用于MMC并网控制。先对同步发电机进行建模,根据MMC的原理及其控制原则确定控制策略,并结合同步发电机模型设计控制器控制MMC输送到电网的功率,实现功率跟踪;引入同步发电机准同步并网原理,根据锁相环PLL(phase locked loop)检测到的电网电压与MMC输出电压的相位信息自动搜寻最佳合闸时间,控制MMC在最佳时刻平滑并入电网,实现友好并网。MATLAB/Simulink仿真结果验证了该控制策略的正确性和有效性。     

电网谐波和不平衡对锁相环影响及改进策略

新能源并网发电系统中,准确获取电网同步信息是进行有效并网控制的基础,故提出了一种基于对称分量法的单同步坐标系改进型锁相策略。该策略利用改进的全通滤波器(APF)基于对称分量法完成电网电压正、负序分离,能够快速适应电网频率波动,再通过基于二阶广义积分器(SOGI)的自适应滤波器在采样信号相位不发生偏移时,快速稳定地抑制电网谐波,从而准确地获取电网电压的同步信息。在电网谐波和不平衡的条件下,所提锁相环(PLL)策略能够快速准确地锁定电网信息,且具有检测精度高、对电网波动适应性强等优点。     

频繁开断下车载真空断路器寿命试验方法的讨论

车载真空断路器(VCB)是动车组受能控制系统的关键部件,对动车组的安全稳定运行非常重要。但车载断路器的工作状况特殊,使得其寿命特征与电力系统断路器存在较大区别。因此,普通断路器的寿命试验方法不能完全适用于车载断路器。笔者以CRH2A型动车用断路器为对象,提出了一套完整的寿命试验方法,主要分为工频耐压试验、冲击耐压试验和机械寿命试验,检测灭弧室内触头的接触电阻,分别得到接触电阻、工频和冲击耐受电压与开断次数的关系,从中能分析出VCB的机械和电气寿命的极限。     

用于VSC-HVDC的混合式高压直流断路器运行试验方法

混合式高压直流断路器是直流成网的核心设备之一,为验证直流断路器设计的合理性和正确性,准确反映直流断路器电、热与机械等性能,需要对高压直流断路器运行试验进行研究。该文以交流断路器、换流阀等同类产品的试验标准作参照,对高压直流断路器的运行试验项目进行了研究。首先介绍了运行试验所用试验回路的工作原理,并对各个时刻相关设备的工作状态进行了分析;然后以83 k V样机为试品成功完成了运行试验,为将来进行更高电压等级的高压直流断路器运行试验提供参考。     

断路器非全相运行的危害及其预防

文章分析了断路器非全相运行的危害,在断路器非全相运行时,由于电气量不对称会出现负序和零序电流,并产生过电压,使电网的发、供、用电设备受到损害,给电网的安全运行带来了极大的隐患。因此,提出了防止断路器非全相运行的各项预防性措施和在断路器非全相运行时,如何做到正确处理,以避免非全相运行对电力设备的损害。     

补偿电容器组同步开关控制器的研制

介绍了新研制的中压补偿电容器组同步开关控制器的工作原理和基本结构,该控制器将控制和驱动永磁机构,以实现开关的选相合、分闸,从而有效地抑制投切并联电容器组时引起的过电压及涌流。     

SF6断路器回路电阻超标原因分析及处理方法

回路电阻是影响断路器运行质量的基本要素之一,通过分析断路器回路电阻值超标的原因,可有效提高设备安全运行的可靠性。贵州电网中110 kV断路器基本为SF6断路器。在预防性试验中发现SF6断路器的A、C相极柱位置偏移造成合闸时,动触头的机械运动行程不到位,从而导致回路电阻超标的异常情况。通过检查分析发现了该异常情况产生的原因,并提出了合理的解决方案。     

含统一潮流控制器输电线路断路器保护研究

统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)作为一种功能强大的柔性交流输电设备,目前在国内电力系统中得到进一步推广并逐步应用在500 k V电压等级系统中,含UPFC输电线路在一个半接线方式下的断路器保护将面临新的应用问题。文中结合苏州南部电网500 k V UPFC示范工程实施,分析500 k V含UPFC系统对于断路器保护装置特殊功能需求,针对不同接线方式提出断路器保护适应性解决措施,指出不一致运行状态下断路器保护与UPFC控制保护配合策略,可有效避免断路器保护带UPFC重合闸的情况,从而为UPFC接入后系统稳定可靠运行奠定基础。     

对1000kV电网操作过电压及相位控制高压断路器的讨论

根据500kV及750kV电网操作过电压的数据以及1000kV电网应有的过电压水平,指出了对于1000kV电网断路器关合开断可能引起的多种操作过电压(如开断并联电抗器及开断中小短路电流的的重燃过电压等)必须给予重视.近年来国外用以抑制操作过电压的装置除并联电阻的高压断路器及氧化锌避雷器以外,相位控制高压断路器日益得以广泛应用.文章介绍了国外相控高压断路器的应用情况,总结了相控高压断路器的关键技术,并对将其应用于我国1000kV电网提出了几点建议.     

相控真空断路器的最佳燃弧区间研究

最佳燃弧区间的确定是相控真空断路器应用于短路电流开断时必须解决的问题之一。针对真空断路器弧后介质强度恢复过程的2个主要阶段:鞘层发展阶段和金属蒸气衰减阶段,分别建立了数学模型,提出了采用特征参数来表征它在2个不同阶段的开断能力。仿真分析了燃弧时间对这些特征参数即开断能力的影响,从而得到了最佳燃弧区间。通过对比10 kV和35 kV系统用真空断路器最佳燃弧区间的试验研究结果,证明了仿真分析的有效性。     

青海电网330kVSF6罐式断路器异常原因分析及处理措施

SF6罐式断路器是户外三相交流高压电器设备，也是电力系统的控制和保护电器，文章就近年来发生在青海电网中的SF6罐式断路器在运行过程中所暴露出来的问题，诸如CT受潮、SF6气体泄漏、异音震动等事故进行了研究分析，并提出了解决措施，为今后各供电企业做好SF6罐式断路器的运行、检修、维护工作提供了参考意见。