具有电压自动调整功能的供电型电压互感器误差来源分析及补偿

为解决供电型电压互感器供电电压随供电负荷波动而变化的问题,设置了辅助互感器串联补偿回路,该回路能够实现对供电电压的自动调节,但会影响电压测量绕组的误差。同时对具有辅助互感器串联补偿回路的供电型电压互感器的误差来源进行了分析,分析结果表明,增加辅助互感器串联补偿回路后,电压测量绕组误差由空载误差、负载误差和辅助回路误差3部分组成。在此基础上对1台容量60 kVA的110 kV供电型电压互感器样机误差进行测量,在负载误差补偿完成后,由于辅助回路分接比变化引起的比值差和相位差的最大变化量达到0.462%和73.14′。通过计算获得了辅助补偿阻抗的数值,并最终实现不同分接比,不同供电负荷容量及功率因数下的误差补偿,补偿后电压测量绕组的误差达到0.2级误差限值要求。该研究实现了对具有电压自动调整功能的供电型电压互感器误差的补偿,使得供电型电压互感器在波动负荷下,同时实现稳定的电压输出和电压计量。     

一种改善永磁同步发电机电压调整率的方案设计

针对永磁同步发电机无法通过调节励磁来调节输出电压的缺点,在永磁发电机的定子绕组上设计一套补偿绕组,当负载电流变化从而改变发电机的输出电压时,通过调节辅助励磁装置改变补偿绕组中电流的大小和方向,以抵消负载变化时电枢反应对气隙磁场的影响,从而保持输出电压的恒定,降低电压调整率.仿真计算表明,该方法可行.     

一种高压取电电源的研究与实现

越来越多的电子设备出现在智能电网中,用来实现测量、通信或控制功能,但其需要通过从高压母线上取电作为工作电源。为了改进电压互感器和电流互感器取电的不足,提出了一种新的电容限流降压型高压取电电路。电路由高压电容、隔离变压器一次绕组串联组成高压取电一次回路,变压器二次绕组并联分压电容和串联匹配电感来实现稳压输出。对电路各元件的参数选取进行了分析,设计了能耗型和电容限压型两种过电压保护电路,并在不同负载下对取电电路进行了实验。实验结果表明所设计的电路输出功率稳定,安全可靠。     

高压侧测量用电源设计

分析了高压侧测量用电源从母线电流取能的供电方案,针对高压母线电流动态变化范围大的特点,设计互感器时使铁心大多情况下处于饱和状态,当母线电流较小时用锂电池作备用电源辅助供电,当母线电流较大时作为能源,同时对锂电池充电.介绍了2种具体的电源方案:一是采用稳压管吸收多余电流的简便设计,可以限制输出电压,该电路适用于100 mW以下的低功耗电路,电源体积较小;二是采用晶闸管限定交流输入电压峰值,对于母线电流变化范围大的应用场合,控制了整流电路输出电压上限,宽范围直流输入电压采用DC/DC稳压输出.     

基于定频PWM稳压的电流互感器取能电源设计方法

针对输电线路电流大范围波动导致在线取能装置能量溢出问题,利用脉冲宽度调制技术能够有效地对取能装置进行稳压。计及常规高频PWM信号所引起晶体管的死区问题,在常规PWM稳压的基础上提出了一种能够自适应稳压同时在电流巨大时不需要高频PWM波的取能装置。首先在分析电流互感器取能原理的基础上建立取能负载模型,推导出负载电压与电流互感器母线电流的关系,通过引入开关电路,由固定频率PWM脉冲信号控制晶体管的导通与关断,从而解决电流过大时能量溢出问题;同时构建仿真实验平台,仿真验证该方法能够在母线电流变换的条件下达到自动调节取能负载电压的效果,证明了所提方法的可行性。     

电流互感器二次侧开路电压到底有多高?

正1问题的提出电流互感器一次电流满载、二次负载开路时,用普通"平均值响应"的电压表测得不同电流互感器二次绕组端电压有效值仅为数伏或数十伏,因此有人认为不存在高电压的危险。与此同时,也有人声称电压峰值可达数万伏,甚至更高。那么,电流互感器二次负载开路时电压峰值到底有多高呢?2原理分析图1中电流互感器二次负载开路且忽略铁心损耗时,一次电流全部用于铁心励磁。将铁心磁化曲     

一种适应母线电流动态范围宽的光电式电流互感器供电电源

针对现有采用电流互感器(CT)供电的光电式电流互感器(OECT)的供电电源,受本身热耗始终随母线电流增大而增大的限制,适应母线电流动态范围较窄的问题,提出了一种基于CT次级电流大小来控制CT变比,以降低电源热耗的方法。电源变换与稳压单元,采用固态继电器分流CT次级电流,由迟滞比较器输出的占空比随CT次级电流变化的脉冲控制固态继电器,实现电源输出电压稳定;CT变比控制单元,采用传感线圈检测CT次级电流,并通过另一迟滞比较器控制继电器,实现CT变比切换,使CT次级电流始终保持在预先设定的范围内。研制的供电电源,适应母线电流的动态范围为现有的20倍以上。     

采用补偿技术的电子式电流互感器高压侧电源

一种基于补偿法的电流互感器式电源被用来为电子式电流互感器高压侧供能。因采用反相的补偿电压和非线性反馈技术,当一次电流很大时仍能保持稳定的输出电压。测试结果表明,当一次电流变化范围为10A到3500A时,电源样机能输出稳定的。5V直流电压,最大输出功率200mW,足以满足电子式电流互感器高压侧电路对电源的要求。     

大容量供电一体化电压互感器设计

一次设备的小型化、一体化、多功能化对节约占地面积、降低工程造价及运维成本均具有较大优势,是电网发展的趋势。根据电磁式电压互感器与变压器工作原理近似这一特点,通过改变电压互感器额定工作磁密从而扩大其带载能力,然后在低压侧增加分段式补偿绕组结构,调整控制二次电压输出范围,实现分接开关功能。由工作磁密升高而导致的误差超差现象,基于电压感应式原理和移相技术,在电压互感器低压侧进行空载和负载补偿达到控制目的。验证试验表明,通过功率补偿后一体化电压互感器负载从60 kVA至空载时,二次输出电压变化率在±3%以内,电压互感器输出端子误差满足0.2级限值要求。     

基于PWM自适应稳压电流互感器的取能电源设计方法

针对输电线路电流大范围波动导致在线取能装置能量溢出的问题,在常规PWM稳压控制基础上设计了一种当母线电流变化时自适应稳定输出取能负载电压的在线取能装置。在分析电流互感器取能原理的基础上建立取能负载模型,推导出负载两端电压与输电线路母线电流之间的关系。通过在负载前引入开关管和滤波电路,在不考虑开光发热和死区时间的基础上由PWM脉冲信号控制导通与关断,解决电流过大时能量的溢出问题。给出了稳压电路的实现形式,建立了整个装置的等效模型。通过构建Matlab/Simulink仿真实验平台,证明了该方法能够在母线电流变换的条件下达到自适应调节取能负载两端电压的效果,有效地改善取能装置在宽范围输入电流下的发热状况。     

张北数据港柔性变电站DC/AC变流器关键控制策略

柔性直流输电是实现新能源并网和直流电网的极具潜力的输电方式。文中在张北数据港设计构造了一台柔性直流输电系统用DC/AC变流器。所设计的变流器采用多变流器并联+z型接地变压器结构。为抑制离网下由于负荷特性而造成的输出电压不平衡与输出电压畸变问题,分别提出了变流器输出电压不平衡控制策略与输出电压谐波抑制策略,以保证设备的供电质量。为保证设备的不间断供电并提高设备的供电可靠性,提出一种主动限流控制策略,在设备离网供电模式下电力系统发生短路故障时进行主动限流。最后,搭建了2.5 MW DC/AC变流器进行实验研究。实验结果验证了所提控制策略的有效性。目前,该装置已应用于张北数据港柔性变电站。     

采用辅助变压器的全占空比调节三电平AC/AC变换器

高压大功率变换场合下,传统三电平AC/AC变换器需要同时控制输出电压和飞跨电容电压,使得控制电路相对复杂,且输出电压和负载范围受到限制。为此提出了一种采用辅助变压器的全占空比调节三电平AC/AC变换器,其飞跨电容电压由辅助变压器直接供给,无需通过其他控制电路进行调节。该变换器只有输出电压1个控制对象,其控制简单、易于实现,可全占空比满幅调节输出电压,且辅助变压器的容量很小,只需略大于飞跨电容的无功负载。详细分析了电路工作原理,并研制了原理样机。实验结果表明,采用简单的控制电路就可实现三电平AC/AC变换器的全占空比满幅调节。     

基于LC谐振取电及零序电压测量系统的设计

为解决智能一体化高压开关取电问题,文中提出了基于电容分压原理的LC谐振取电电源系统:一次侧采用高压电容和变压器一次绕组串联,二次侧采用变压器二次绕组并联分压电容,降低了低压电容的电压设计等级,同时基于该电源系统中性点通过构建零序电流回路实现了零序电压测量,无需安装三相五柱式PT或植入零序电压传感器,降低了工程造价.最后针对线路故障过电压及雷电冲击,设计了基于能量池电压监测和电力电子开关控制的防护电路.实验数据表明该系统的取电能力可达到1W,零序电压测量精度为5％,具有较大的工程应用价值.     

基于功率控制法的电流互感器取电电源设计

根据电流互感器的工作原理,建立了电流互感器取电线圈的负载工作模型,理论论证了取电线圈在未饱和时的输出功率与副边匝数、负载电流、磁化电流等的对应关系,并通过实验验证了理论推导的正确性,在此基础上提出基于功率控制法的电流互感器取电电源的设计方法,通过控制法拉电容充电电流,把取电线圈的输出功率限定在一个较小的范围,从而使电流互感器取电电源可以适应较大的导线电流范围.最终测试结果表明电流互感器取电电源在30 A～1 000 A的电流范围内可稳定输出近1 W的功率.     

基于MOS管串联开关的高压脉冲电源设计

介绍了一种基于MOS管串联开关的高压脉冲电源设计方案,采用工频高压电源通过MOS管串联开关向脉冲变压器初级放电,经脉冲变压器升压在负载上输出-4500V的高压脉冲,该方案具有电路结构简单、可靠性高等优点。     

基于电压控制特性的电压源型多端直流/交流系统潮流求解

由于基于电压源型换流器的高压直流(VSC-HVDC)输电技术具有良好的可控性,对负荷中心供电、风电消纳、孤岛电力传输等适应能力强,电压稳定性好,因此具有良好的应用前景。当前对VSC-HVDC系统主要基于定功率控制模式进行潮流计算,而很少考虑到实际的换流器电压控制能力。为了更加精确地反映实际电网中VSC的电压控制特性,文中建立了基于VSC的电压控制模型,考虑了换流器损耗、交流滤波器、换流器容量限制等的影响,并基于电压控制特性提出了VSC多端直流/交流系统的通用潮流求解方法。对直流电网功率分布变化和N-1故障以及多端直流/交流系统的潮流算例分析表明,所提的潮流算法能够反映直流换流器的电压控制调节能力,验证了基于VSC的多端直流/交流系统在考虑换流器电压控制特性后的潮流方法的有效性、合理性以及算法的快速性。     

基于电流馈电推挽式变换拓扑的变换器电源设计

以提高变换器电源的效率和可靠性为目标,设计了基于电流馈电推挽式变换拓扑的变换器电源。为使变换器电源具备开关管以零电压开关方式通断、开关频率恒定等理想特性,采用电压型推挽全桥逆变器,设计属于电流馈电推挽式变换拓扑结构的变换器电源装置主回路。选择DSSK60-015A全波整流二极管作为变换器电源主回路硬件;通过反馈控制电路调控电压波动时控制端流变化;根据变压器电感、匝数、线径等特性设计变压器绕制结构,完成变换器电源变压过程;设计保护电路,保证电源可靠工作。实验结果表明,所设计的变换器电源的输出电压、电流误差范围均在2%内,开关管实现了零压开通,变换器电源功率因数均保持在0.96以上,且效率高达95%。     

单相电路谐波抑制技术的研究

通过分析变压器负载侧和控制侧的谐波电流对电源电流的影响,提出一种新的谐波抑制方案--基于变压器磁路控制的谐波抑制技术.在传统电力变压器上附加控制绕组,通过控制绕组注入相应的谐波电流,抑制负载绕组弓l起的谐波,从而使变压器原边电流不含相应的谐波.该方案使变压器在电网中不仅起电能传输和变压的作用,并且可用于电能质量控制.理论分析和仿真研究验证了该方法的有效性.     

一种新型高性能开关电源的设计与实现

采用单端反激式变换器结构和电流连续工作模式,设计并实现了一种基于LD7532A PWM控制芯片的高效率、高功率密度和高可靠性的开关电源装置。该电源装置的交流输入电压为90 V～264 V,工作频率65 kHz,输出功率40 W,输出电压19 V。该装置的实验测试结果表明,所设计的开关电源装置的效率在85. 7%左右,空载损耗低于0. 3 W,满载输出电压纹波值小于60 mV,输出电压稳定。     

基于自耦补偿与谐波屏蔽换流变压器的直流输电系统仿真研究

为揭示自耦补偿与谐波屏蔽(新型)换流变压器电磁暂态瞬变过程,模拟直流输电系统中新型换流变压器网侧与阀侧端口电压、电流的输入、输出特性以及交直流之间的相互 作用,利用仿真软件Matlab分别建立了用于6脉动与12脉动直流输电系统的新型换流变压器仿真模型,并将其应用到直流输电系统动态仿真中。仿真结果表明：新型换流变压器取代传统换流变压器在一定程度上优化了直流输电系统的结构,通过对变压器第三绕组的零阻抗设计及绕组抽头处滤波器参数的合理配置,既能降低换流变压器网侧谐波含量、有效减少谐波与无功对换流变压器的损耗,又改善了换流变压器阀侧的线电压与相电流,有利于换流器可靠换相与正常运行。