基于人工过零的失超保护100 kA真空断路器试验北大核心CSCD

在超导磁体电源系统中,失超保护系统具有重要的地位,能够将磁体能量迅速转移并消耗。聚变堆主机关键系统综合研究设施项目对失超保护系统提出了100 kA直流分断的技术要求,其中采用真空断路器作为转移支路开关。针对CRAFT失超保护系统,设计了串联结构的100 kA直流真空断路器并完成了样机制造。通过现场试验,在人工过零电路的配合下,所设计和制造的真空断路器完成了100 kA直流分断测试。     

电阻型超导限流高压直流断路器研究

多端高压直流网络中的关键技术之一是直流线路故障时快速可靠地分断故障电流,为此本文研究了一种基于电阻型超导限流器的高压直流断路器。该断路器由限流与关断两部分组成,当线路发生故障时首先经过限流部分触发超导限流器,从超导态转变到正常态,产生电阻限制故障电流,且使故障电流转移到由全控型IGBT与避雷器并联组合成的支路上,进一步使故障电流减少,从而使隔离开关可靠断开,隔离故障线路。通过Matlab/simulink仿真表明,该断路器快速分断大故障电流可行。     

超导直流限流断路器研究

针对柔性直流电网的短路故障电流上升速度快、幅值大的特点,基于超导材料的特性,提出一种基于电阻型超导限流单元产生过零点的直流限流断路器拓扑。在理论分析的基础上,结合超导带材在直流冲击试验下的电阻变化情况,建立了电阻型超导限流单元的等效模型。在分析超导直流限流断路器工作原理的基础上,基于MATLAB/Simulink建立了系统仿真模型,对该拓扑进行验证。仿真结果表明,该超导限流断路器对直流系统稳态运行无影响,系统发生短路故障后,能够迅速限制和分断短路电流,提高了柔性直流电网运行的可靠性。     

不同类型直流超导限流器的技术经济分析

目前柔性直流输电技术的主要瓶颈在于直流侧短路电流开断困难,采用超导限流器能够有效限制短路电流,从而提高直流开断的可靠性和经济性。对电阻型、饱和铁芯型、混合型超导限流器以及机械式直流断路器进行了建模,在四端柔直系统发生双极短路的工况下,研究限流器与断路器的配合保护效果,分析三种类型超导限流器的限流效果以及对直流断路器暂态特性影响,关注断路器最大开断能力、最大电压应力和能量应力等性能指标。评估了限流器的超导带材用量,从技术经济性的角度对三种类型超导限流器进行了比较。     

换流变压器噪声预测模型及其简化研究

换流变压器作为高压直流换流站主要噪声源,其噪声预测精度和控制方法的选择将直接影响换流站整体噪声预测水平及治理效果。通过对换流变压器噪声的产生机理、噪声频谱及常见治理方案等方面进行系统研究,重点推出了换流变压器噪声控制方法BOX-IN技术,并就BOX-IN装置的噪声预测模型进行了简化和对比验证。通过对降噪量进行现场测试,结果表明,BOX-IN装置降噪量达到20dB(A)左右,与理论计算值近似,为进一步提高高压直流换流站噪声预测精度提供了理论依据。     

200kV低纹波高稳定度直流高压电源北大核心CSCD

直流高压电源在科学实验和工业生产中有着广泛的运用,传统高压直流电源是通过工频变压器直接升压,再经整流滤波得到所需要的高压,普遍存在精度低、调整复杂、纹波系数大等诸多缺陷。本系统基于全桥逆变、倍压整流和脉宽控制技术,设计了用于电子束离子阱装置的直流高压电源,采用高频逆变、正负双向倍压整流、电压电流双环控制等方法,实现了直流高压输出。结果表明,所设计的直流高压电源具有稳定性好、纹波小、可靠性高、系统安全等特点,最终输出的电压在o～200kV连续可调,纹波和稳定性都小于0．01％,满足实验需求。     

基于上位机控制的电焊机遥控操作系统的设计

针对目前采油厂普遍使用的直流电焊机在焊接过程中,需要根据金属质地的不同改变焊接电流大小,同时受空间限制,特殊工况下手工操作不便等问题,对基于上位机控制的电焊机遥控调整焊接电流外加装置进行了研究,提出了一种基于低功耗微处理器MSP430F149控制的无线射频遥控调流装置,该装置由电焊机控制端(下位机)和手持遥控端(上位机)两部分组成.手持遥控调流装置由微处理器MSP430F149,无线通信模块(nRF905),按键电路,显示模块,稳压电源及外围电路组成.电焊机控制装置由微处理器MSP430F149,直流电焊机,环境参数传感器,无线通信模块,稳压电源,有线无线转换开关及电流调节模块组成。实现了直流电焊机工作参数的远程调控,能够节约焊接施工的时间和人力成本,扩展焊机的使用场合。     

N2O脉冲高压直流放电的光谱研究

建立了一套产生瞬变物种的脉冲高压放电及其光谱探测的分子束装置,该装置的放电部分可在最高10kV电压条件下长期稳定工作,在数据采集中利用软件实现了取样积分器的功能,并且可以进行多通道数据的同时采集。利用此装置在几Pa压力下对N2O脉冲高压直流放电过程进行了研究,对得到的N2O (A~2Σ —~X2Πi)发射谱进行了标识,由振动光谱的强度得到了N2O ~A态的相对振动布居,和以往的研究结果相比,得到的N2O ~A态更偏离Bolzmann分布,产生的~A态是初生态。     

超导限流式无弧分断直流断路器研究

针对系统可靠运行与快速切断故障电流间的矛盾,提出一种基于超导限流的无弧分断直流断路器结构。该结构利用超导限流单元有效抑制了故障电流峰值,加快了换流速度,结合全控器件减少换流次数,解决了因可靠性延时期间过快的电流增长率,并缩短开断时间。对超导限流单元进行建模,通过数学模型分析断路器各阶段工作状态并进行了仿真。结果表明,该结构能够在提高分断速度同时有效缓解可靠性与速动性间的矛盾。     

稳态强磁场电源直流有源滤波器研究

对稳态强磁场装置电源所需的直流有源滤波器(DAF)进行了设计,提出了利用PWM及并联有源滤波技术的滤波方案。根据其实际负载特性,通过检测负载端电压,利用PWM控制技术产生DAF所需电流并补偿纹波电流。通过对负载侧的滤波电容进行充、放电来调整负载端电压,从而实现负载电流的低纹波。分析表明,该系统具有良好的快速跟踪性能及对谐波很好的抑制效果。仿真结果表明该有源滤波器的良好性能,尤其对低次谐波的抑制更为明显。实验室研样机验证了所提出方案的可行性。     

应用于高压科学研究的国产铰链式六面顶压机技术发展历程

国产铰链式六面顶压机是我国独立发展起来的大腔体高压装置,经过50多年的不断发展,在工业高压合成和高压科学研究领域取得了丰硕成果,在国际上占据一席之地。本文仅以四川大学高压科学与技术实验室在国产铰链式六面顶压机应用于高压科学研究的技术研发为镜,展示国产铰链式六面顶压机大腔体高压装置在应用于高压科学研究领域的发展历程和技术特点,以利于该装置在今后的研发过程中继续保持和发挥其独特性能,为我国工业高压合成和高压科学研究发挥更大的作用。     

泄能支路对CFETR失超保护系统影响分析

中国聚变工程实验堆(CFETR)是中国自主设计的下一代聚变装置,其超导线圈的电流最大达到100 kA。失超保护系统尤其是直流保护开关的可靠性对于超导线圈的保护极为重要。分析了系统中泄能回路参数对CFETR失超保护开关的动作可靠性影响,首先通过理论计算分析杂散参数对开关动作的影响趋势,然后通过仿真求解关断过程中各支路电流电压来验证计算。计算结果证明,较大的泄能支路杂散参数将改变直流开关的关断参数,并降低直流保护开关的动作可靠性。最后对泄能电阻杂散电感提出小于120 μH的设计要求,确保系统安全可靠地运行。     

断路器控制信号电路仿真装置的设计与演示

根据二次回路实验装置的现状、存在的缺陷及发展趋势,研制了一套高压断路器控制及事故信号电路的仿真实验装置用于电气专业教学和实习.经过在相关实验课中应用,取得了较好的教学效果.     

无刷直流电动机矢量控制系统的研究

针对方波驱动的无刷直流电动机有输出转矩脉动较大的问题,根据无刷直流电动机非线性、多变量、强耦合的特点,建立了以id=0为控制策略的无刷直流电动机矢量控制系统。把传统PI控制与模糊控制相结合,对速度环设计了一种模糊PI控制器, 利用模糊控制对PI控制器参数进行自整定。利用MATLAB/Simulink搭建了无刷直流电动机矢量控制系统仿真模型,分别对传统PI控制器和模糊PI控制器作用下的矢量控制系统进行仿真研究。仿真结果表明模糊PI控制器性能的优越性,提高了控制系统的动态性能和静态精度。以SH79F1611为控制核心,搭建了无刷直流电动机矢量控制系统的硬件实验平台,实验结果验证了控制方案的可行性。     

高漏抗式超导可控电抗器的设计和样机实验

可控电抗器作为一种可连续调节的无功补偿装置,在高压长距离输电中是非常必要的.文章设计了一台高漏抗型超导可控电抗器(HLRT-HTSCR),通过样机的特性实验验证了这种可控电抗器的可实现性,同时,实验结果表明其具有优良的阻抗调节特性.样机实验测得的超导线圈直流临界电流与理论计算得到的电流值相吻合,验证了设计理论的正确性,并且说明在使用过程中要注意超导线圈临界电流的限制,避免过电流情况的发生.文章通过样机实验揭示超导可控电抗器的工作特性,对于其发展具有重要的推动意义.     

基于负离子的中性束注入器加速极逆变型高压电源控制策略

ITER中性束注入器加速极需要一套逆变型直流高压电源系统。该电源采用三相三电平(TPTL)直流变换器作为基本单元,通过占空比控制实现对输出电压的快速调节。针对三相三电平直流变换器在小占空比模式下输出电压纹波大的缺点,提出了一种全新的控制策略。该策略通过协调直流母线电压的大小和逆变器占空比的变化对输出电压进行调节。为了验证新的控制策略的性能,搭建了200 kV/60 A的MATLAB/Simulink仿真模型和400 V/6 A的原理样机。仿真结果和样机实验结果表明,新的控制策略可以实现逆变型高压电源在输出电压快速可调的情况下降低输出电压纹波。     

高温超导直流电缆现状

文中对高温超导直流电缆现状进行了介绍。高温超导直流电缆是用于直流输电的高温超导电缆。高温超导直流电缆发展相对落后于高温超导交流电缆,国际上示范项目也较少。但随着轻型直流输电应用的逐渐发展,高温超导直流电缆越来越引起人们的重视。高温超导直流电缆的本体结构和高温超导交流电缆本体结构类似。高温超导直流电缆具有输电损耗小、适合长距离输电、增加电网稳定等功能。比较适用于背靠背直流输电,工业直流输电,互联网数据中心直流供电,远距离、大容量直流输电等场合。此外,还介绍了目前国际上主要的超导直流电缆项目及研究机构情况。     

低抖动小漂移开关脉冲发生器研究

开关脉冲发生器输出的稳定性是影响大口径电光开关可靠性的关键因素,而输出脉冲的触发延时和抖动则是其稳定性的两大重要指标。利用国产VE-4073氢闸管进行了分析和实验研究,通过采用直流加热氢闸管灯丝和氢储存器,以及精确、稳定的双脉冲触发技术,大幅减小了开关脉冲发生器触发延时的抖动和漂移,48 h内开关脉冲发生器输出漂移仅6.1 ns。     

10 kV双极同轴高温超导直流电缆低温绝缘特性研究

本文对10 kV冷绝缘正负极同轴直流高温超导电缆的低温绝缘特性进行了研究。聚丙烯层压纸PPLP是冷绝缘高温超导电缆常用的绝缘材料,首先对PPLP开展了液氮下的击穿实验研究,通过三参数Weibull分布对实验数据进行拟合,得到了PPLP的直流耐压、雷电冲击耐压绝缘强度。以此为基础,对10 kV双极同轴高温超导直流电缆的本体绝缘进行设计,制作了1 m长的模型电缆样品,最后按照国家标准要求,对电缆样品进行了耐压试验测试,验证了绝缘设计的合理性。     

一套产生瞬态物种的脉冲放电及其光谱探测的分子束装置

建立了一套用于产生瞬变物种的脉冲高压放电分子束装置 ,以 N2 气为例 ,对高压脉冲放电过程和整个荧光采集系统的工作效率进行了研究 ,从 N2 气的振动光谱中得到其激发态的振动温度为 2 2 5 7K。