永磁同步风力发电机高频共模电流谐波分布及幅值影响因素研究

永磁同步发电机由于能量密度大、结构简单、运行效率高等优点,成为风力发电系统广泛使用的机型之一。永磁同步发电机在通过变流器向电网供电时,变流器产生的高频共模电流会带来严重的电磁干扰和轴承电腐蚀问题。定量研究共模电流频谱分布以及幅值的影响因素,就可以根据需要人为地改变共模电流的谐波分布,将共模电流的幅值控制在合理的范围内,从而降低共模电流对系统的负面效应。该文从一台MW级风力永磁同步发电机的共模电流测试实验出发,提出一种变流器-电缆-电机的建模及实验提取参数的方法,从时域和频域两个方面验证了模型的准确性。在此模型基础上,针对谐振和上升时间两个因素,对共模电流的谐波分布和幅值的影响进行定量分析和仿真研究,结果表明,共模回路阻抗决定共模电流的谐波分布,共模电流上升时间与共模电流的幅值成反比。     

不同拓扑柔性直流配电系统过电流理论计算方法适用范围

柔性直流配电系统是接入新能源、促进分布式能源发展的重要技术手段,其过电流计算是限流方案设计、设备选型、保护策略等的研究基础。具有普适性的精确理论计算方法可以简化和指导过电流的大量电磁暂态仿真。因此,文中开展了放射状和环状柔性直流配电系统极间短路故障下典型过电流理论计算方法的误差原因、影响因素和适用范围的系统性分析。首先,分别分析放射状柔性直流配电系统中过电流的解析计算方法和环状柔性直流配电系统中过电流的数值计算方法,提出了理论计算方法产生误差的根本原因是线路模型误差和公共线路耦合等。然后,在不同拓扑结构下,分析限流电抗器、线路型式及线路长度等因素对过电流理论计算误差的影响。最后,针对不同工况,提出了不同拓扑结构的柔性直流配电系统过电流理论计算方法的适用范围。     

核电多相环形无刷励磁系统故障分析及继电保护原理

多相环形无刷励磁机是目前在运百万千瓦级核电站广泛采用的励磁机型,因其未配备完善的继电保护,现场发生的多起故障带来了严重损失。实现该保护的难点在于励磁机为旋转电枢式电机,可量测的量仅为定子励磁电流,需用单一电气特征实现对多种故障的保护及区分。首先,文中从各种故障前后转子电枢电流及空间谐波磁场特性入手,对励磁机定、转子绕组及旋转整流器故障的特征及机理进行了深入研究,根据绕组结构不对称下定、转子电流的相互感应关系,得出各种故障暂态及稳态时的频谱分布特征及演变规律;其次,以十一相环形无刷励磁机为例,对动模样机进行了不同故障的实验和仿真,实验和仿真结果验证了理论分析的正确性;最后,提出了一种基于定子励磁电流的新型保护原理,动模样机实验及保护装置的现场运行及测试结果表明,该原理能够实现对故障的可靠灵敏保护,并能有选择性地区分故障。     

电流源型逆变器电机驱动系统的直流链电流控制

电流源型逆变器（CSI）电机驱动系统通常使用电压源串联电感来实现恒定的直流链电流,然而因这种方式未对直流链电流进行控制,直流链电流会出现断续或持续增加的问题。为此,采用DC-DC变换器电路设计PI控制器,可以实现对直流链电流的控制。同时,详细分析一个周期内DC-DC变换器与CSI的电压变化规律,通过优化CSI的电流矢量序列,使得直流链电流纹波得到抑制,提高了输出端电机的电流波形质量。实验结果验证了所提出的直流链电流控制方法的可行性与有效性。     

基于直流侧混合电压谐波注入的低谐波串联36脉波整流器

为满足整流器高电压输出和提升串联12脉波整流器谐波抑制能力,提出一种使用直流侧混合脉波倍增技术的低谐波串联36脉波整流器。基于隔离型串联12脉波整流器,在其直流侧设置混合电压谐波注入电路且负载端并联滤波电容,可同时抑制交、直流侧谐波,实现低谐波运行。混合谐波注入电路参与调制两个整流桥间电流和电压波形,最终使交流侧输入电压阶梯数由12提升至36。该文分析所提36脉波整流器工作机理,设计注入变压器最优电压比、功率管IGBT导通角及其控制电路,研究正常状态下和IGBT故障下整流器的运行特性,并使用硬件在环（HIL）测试系统验证了理论分析的正确性。实验结果表明,所提整流器器件利用率高、谐波含量低,IGBT故障下具备鲁棒性强、输出电压增益高的特点,可应用于高电压、高功率变流场合。     

一起220kV启备变铁心接地电流超标的原因分析及处理

本文对一台220kV启备变铁心接地电流超标的原因进行了分析及处理,通过变压器铁心接地电流、电气试验数据和变压器油色谱数据的分析,判断了变压器铁心存在多点接地故障,提出了限制铁心接地电流的措施及缩短色谱检测周期,建议做好变压器停机吊罩检查及处理的准备工作。     

基于改进ip-iq理论的谐波与无功电流检测方法研究

基于传统i_p-i_q理论谐波与无功电流检测原理,提出了一种改进的检测方法。该改进一是在相电压提取环节,采用T/3延时算法代替锁相环模块,避免了三相电压不对称时因负序电压存在产生的相位差后导致无功电流检测存在误差;二是在低通滤波环节,采用滑动平均滤波器(MAF)代替低通滤波器,利用MAF滑动平方特性,准确获得电流正序基波信号,用以弥补传统低通滤波器结构复杂且检测存在延时问题,能够实现快速、准确的模拟量数据采样。最后利用MATLAB/SIMULINK软件对所提出方法与传统i_p-i_q理论检测方法进行仿真对比,仿真证明系统的三相电压不对称工况下,所提出的检测方法仍能够精确对系统谐波与无功电流进行检测,其检测精度高于传统i_p-i_q理论检测方法。     

变压器差动保护二次接线探析

电力变压器绕组存在的Y接线和△接线方式使得变压器一、二次侧电流存在相位差,若电流互感器二次接线与变压器绕组接线方式不匹配就会导致差动保护回路中产生不平衡电流,容易造成变压器差动保护误动作,影响电力系统的安全运行。通过福清核电厂前区变电所变压器差动保护误动作案例,介绍变压器差动保护的工作原理,探讨电流互感器二次接线方式对变压器差动保护的影响,阐述电流互感器二次接线相位变换以补偿差动保护不平衡电流的方法。     

城市轨道交通工程杂散电流腐蚀防护研究

城市轨道交通直流牵引供电不可避免地会带来杂散电流泄漏问题,造成地铁自身混凝土结构钢筋、地铁钢轨及附件、周边埋地金属管道、周边建筑物主体结构钢筋等腐蚀穿孔,以及对人身安全造成威胁。从杂散电流的产生、危害、既有治理和监测方案、改进治理措施等入手进行分析和阐述,对城市轨道交通工程杂散电流腐蚀防护具有十分重要的意义和作用。     

一种电流失配自适应补偿宽带锁相环设计

针对宽带自偏置锁相环(PLL)中存在严重的电荷泵电流失配问题,提出了一种电流失配自适应补偿自偏置锁相环。锁相环通过放大并提取参考时钟与反馈时钟的锁定相位误差脉冲,利用误差脉冲作为误差判决电路的控制时钟,通过逐次逼近方法自适应控制补偿电流的大小,逐渐减小鉴相误差,从而减小了锁相环输出时钟信号抖动。锁相环基于40 nm CMOS工艺进行设计,后仿真结果表明,当输出时钟频率为5 GHz时,电荷泵输出噪声从-115.7 dBc/Hz@1 MHz降低至-117.7 dBc/Hz@1 MHz,均方根抖动从4.6 ps降低至1.6 ps,峰峰值抖动从10.3 ps降低至4.7 ps。锁相环输出时钟频率为2～5 GHz时,补偿电路具有良好的补偿效果。