直流开断与直流断路器

随着直流输电技术的快速发展,直流断路器的研制水平成为制约其发展的一个重要因素。对直流断路器研制的关键问题——直流开断进行了分析,综述了直流断路器采用的典型开断方法,并对实际系统中比较有代表性的3种直流断路器进行了介绍。     

场击穿型真空触发开关控制器设计及时延特性

开关元件是脉冲功率系统的核心元件之一,也是主要的技术瓶颈。真空触发开关作为能量的快速关合(释放)开关,是近年来非常有发展潜力脉冲功率开关器件。提出了一种新的场击穿型真空触发开关控制器的研制思路,并通过实验研究,获得控制器的触发能量与触发时延、触发分散性的关系,可以指导高性能真空触发开关控制器的设计与应用。主触发点火回路采用三电极间隙产生陡化的高压触发脉冲,使真空触发开关导通时间的分散性被控制<2μs。触发控制回路采用光发射器和光接收器作执行元件,抗干扰能力增强,消除了级间互扰造成的误触发。光发射器和光接收器之间采用光纤连接,实现高压触发部分和低压控制部分的隔离。控制器的触发能量灵活可调,实验研究表明,真空触发开关的导通时延和时延分散性随控制器提供的触发能量的增加而迅速减小。在触发能量为1.6 J时,导通时延可缩小为15.57μs,时延分散性可达1.358μs。     

基于ARM的GOOSE通信系统研究

为实现IEC61850协议下的GOOSE通信,首先分析GOOSE通信的映射方式、传输控制方法,然后提出一种基于ARM的GOOSE通信系统,介绍了系统的组成,阐明其硬件架构和软件设计。通过实验,详细分析GOOSE的协议数据单元,验证报文重发机制,测量通信时间。经测试,该系统能够满足IEC61850协议下GOOSE通信的实时性和可靠性要求,并且结构简单,成本低廉,在智能变电站领域有一定的应用前景。     

特高压直流接地极入地电流对金属管道腐蚀研究现状与发展趋势

随着中国对能源的需求日益增加,特高压直流输电工程与长输管道工程的修建正大规模地进行。当直流接地极单极运行时,会有部分电流流入埋地金属管道,使金属管道发生电化学腐蚀,加速管道的破损。该文旨在系统地介绍特高压直流接地极入地电流对金属管道腐蚀的研究,包括管道在直流入地电流作用下加速腐蚀的机理及影响因素分析,入地杂散电流的检测评估方法及实际工程中典型的管道防腐措施介绍。对比由于电气化铁轨入地电流引起的管道腐蚀所采取的解决方案,对特高压直流接地极引起的管道腐蚀进行分析,最后给出相关研究方向的展望,并提出了对关键问题的解决思路。     

电弧参数对激光触发真空开关重频开断特性的影响

激光触发真空开关(LTVS)的电弧特性受外电路参数和触发材料的综合作用,影响其开断性能。该文基于可拆卸真空腔体搭建实验电路,改变电流频率、工作电压、电流峰值、电极结构及触发材料种类等因素,对比相应条件下LTVS的完全开断时间差异,分析不同电弧参数对LTVS重频开断特性的影响,讨论LTVS开断过程中真空电弧与触发材料的作用关系。实验结果表明,LTVS的完全开断时间随电流峰值和工作电压的上升而增长,随电流频率的增加而缩短;纵磁电极对LTVS开断能力的提升效果随电流频率变化;LTVS的开断特性受触发材料种类影响明显,NaCl、KCl、TiH2和Ti+KCl几种材料中,热传导能力最佳的Ti+KCl开断特性最差,开断频率1.4kHz,峰值2.6kA的电流所需时间约为7ms。研究结果可为LTVS产品设计提供参考。     

IEC 61850-9-2标准下合并单元信息模型及其映射的实现

IEC 61850-9-2标准规定了间隔层和过程层之间通信的特定通信服务映射,规范了采样值的网络传输方式。为了符合该标准,设计了合并单元的服务器模型及其采样值模型。采用多路广播采样值传输通信服务(SendMSVMessage),将采样值模型服务映射到以太网链路层,实现了对合并单元采样值的传输。经实验证明,合并单元发出的采样值符合IEC 61850-9-2标准。     

相控开关在电网中的应用及关键技术分析

电网各类负载的投切操作会引起系统暂态过程并在网内传播,甚至扩大,相控开关技术可以有效地削弱这种暂态过程。首先介绍了选相控制断路器的国内外应用状况与最新动态,然后论述了断路器的机械特性、介质绝缘特性以及控制系统精度等几个关键因素对相控开关技术的影响,并分析了其综合效益与发展趋势,最后探讨了在我国推广相控开关技术的必要性与可行性。     

基于自适应神经元的短路电流参数提取

真空断路器实现选相分闸的关键是快速提取短路电流参数。传统快速傅立叶(FFT)和最小二乘参数估计方法由于响应速度慢、计算量大难以满足选相分闸的实时要求；该文基于自适应神经元，给出了一种真空断路器同步开断短路电流时快速提取短路电流参数，预测电弧熄灭时电流零点的方法。介绍了自适应神经元估计短路电流参数的基本原理，采用正交滤波器消除衰减直流分量和误差自相关估计自适应改变学习步长，加快神经元的学习收敛速度和减少稳态误差。MATLAB仿真验证了所提方法的快速性和有效性。     

Analysis on Dynamic Dielectric Recovery and Statistical Property of Vacuum Circuit-Breakers with Multi-Breaks

Based on the dynamic dielectric recovery process in the vacuum gaps in series, investigations were made on post-arc insulation state in double and multi-breaks operation in high voltage power system. From the research on the breakdown weak points in high voltage vacuum gaps, their turnout and distribution, some theoretic work were made to set up the models for describing the statistical property of multi-breaks vacuum circuit-breakers‘ breakdown and post-arc re-strike, which can be used for explaining the mechanism of the improvement in the breaking capacity of multi-breaks units compared with that of single-break ones which have the same equivalent gap length. The advantages of vacuum breakers with multi-breaks are proposed.     

电子式高压互感器数字接口的设计及实现

介绍了IEC60044-8和IEC61850中规定的电子式互感器数字输出接口的特性,并设计了一种基于以太网的通信模块以实现此功能。该方案采用基于单片机的嵌入式硬件平台,利用RTL8029AS实现以太网物理层和链路层的大部分功能,并采用TCP/IP协议进行数据传输和系统维护,具有设计简单、维护方便、传输速率快等优点,能够满足变电站自动化、网络化发展对电子式互感器的要求。