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高压直流传变系统中一次电流传感器的实现

电力自动化设备 2012年第2期32卷 131-136页

作者：李岩张道农郑立亮张陈啸国网电力科学研究院/南京南瑞集团公司江苏南京210003 华北电力设计院工程有限公司北京100120

介绍了一种基于"分流器+光纤传输"技术的高压直流电流传变系统。与利用铁芯线圈电磁效应的传统直流测量系统原理不同,该系统利用分流器测量直流电流,在高压侧把测量信号转换为光信号,利用光纤将信号从高压侧传输到低压侧,既克服了传统... 详细信息

介绍了一种基于"分流器+光纤传输"技术的高压直流电流传变系统。与利用铁芯线圈电磁效应的传统直流测量系统原理不同,该系统利用分流器测量直流电流,在高压侧把测量信号转换为光信号,利用光纤将信号从高压侧传输到低压侧,既克服了传统测量暂态性、抗饱和能力较差的缺点,又很好地解决了高低压侧之间的信号隔离问题。由分流器、导电连接等元件组成的一次电流传感器是该系统的关键组件,由于分流器输出为极易受干扰的毫伏级电压信号,在分析了温升、集肤效应、膨胀应力和结构设计等因素对测量精度所造成的影响后,提出了一次电流传感器的实现方案。最后,通过建模仿真和试验验证了该方案设计合理,精度、温升等主要指标满足我国高压直流传变系统的需求。

关键词：高压直流传变系统一次电流传感器分流器设计

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基于CWT灰度矩的水电机组振动征兆提取

电力系统自动化 2007年第9期31卷 68-71页

作者：陈喜阳王善永孙建平张克危郑莉媛国网南京自动化研究院/南京南瑞集团公司江苏省南京市210003 华中科技大学能源与动力工程学院湖北省武汉市430074

连续小波变换(CWT)能有效地对水电机组非平稳信号进行细化分析,经过CWT后,蕴涵的状态信息能够在尺度域很好地体现出来,通过小波系数图像素的亮度可分析各个频率成分所占能量比例,引入的灰度矩可体现系数图特征,实例计算验证了灰度矩可... 详细信息

连续小波变换(CWT)能有效地对水电机组非平稳信号进行细化分析,经过CWT后,蕴涵的状态信息能够在尺度域很好地体现出来,通过小波系数图像素的亮度可分析各个频率成分所占能量比例,引入的灰度矩可体现系数图特征,实例计算验证了灰度矩可作为一个蕴涵机组振动特征的征兆量,可定量地对机组振动情况进行评价,为水电机组分析诊断提供了一种新的征兆量。

关键词：水电机组振动征兆连续小波变换灰度矩

高压大功率SiC MOSFETs短路保护方法

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高电压技术 2024年第4期50卷 1583-1595页

作者：汪涛黄樟坚虞晓阳张茂强骆仁松李响南京南瑞继保电气有限公司南京211102

碳化硅(SiC)MOSFETs短路承受能力弱,研究其短路保护方法成为保障电力电子设备安全运行的重要课题。现有方法大多围绕低压小功率SiC MOSFETs,然而随着电压和功率等级的提升,器件特性有所差异,直接套用以往设计难以实现高压大功率SiC MOSF... 详细信息

碳化硅(SiC)MOSFETs短路承受能力弱,研究其短路保护方法成为保障电力电子设备安全运行的重要课题。现有方法大多围绕低压小功率SiC MOSFETs,然而随着电压和功率等级的提升,器件特性有所差异,直接套用以往设计难以实现高压大功率SiC MOSFETs的快速、可靠保护。该文首先详细研究了几种常用短路检测方法;其次基于高压大功率SiC MOSFETs器件特性,深入对比分析了不同短路检测方法的适用性,提出一种阻容式漏源极电压检测和栅极电荷检测相结合的短路保护方法;最后搭建了实验平台验证所提方法的可行性。结果表明,提出的方法在硬开关短路故障(hard switching fault,HSF)下,保护响应时间缩短了1.4μs,短路能量降低了62.5%;且能可靠识别负载短路故障(fault under load,FUL)。

关键词： SiC MOSFETs 高压大功率短路保护器件特性漏源极电压栅极电荷

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链式STATCOM并网电流直流分量间接闭环抑制

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高电压技术 2022年第8期48卷 3146-3154页

作者：周启文魏星王鹏飞王辉李钊朱信舜南京南瑞继保电气有限公司南京211102

当中高压应用场合的链式静止同步补偿器使用电流互感器采集并控制并网电流时,电流互感器的隔直效应将进一步放大驱动参数和特性差异以及采样零漂引起的直流分量,危害电网及设备安全。因此,提出一种基于直流侧电容电压工频分量检测的并... 详细信息

当中高压应用场合的链式静止同步补偿器使用电流互感器采集并控制并网电流时,电流互感器的隔直效应将进一步放大驱动参数和特性差异以及采样零漂引起的直流分量,危害电网及设备安全。因此,提出一种基于直流侧电容电压工频分量检测的并网电流直流分量闭环抑制策略,其无需增加额外元件且不改变原有控制架构。首先分析了并网电流直流分量与直流侧电容电压之间的关系,再通过频谱搬移和滑动平均值滤波提取直流侧电容电压的工频分量,然后经闭环控制后叠加至调制波上实现间接抑制,最后在一套使用电流互感器采样控制的工程应用的10 kV/±10 MVA星型链式STATCOM设备上验证了该策略的可行性和有效性。实验结果表明,该方法能够在无法直接检测直流分量的条件下,有效地将并网电流的直流分量由49.80%抑制到0.72%。

关键词：链式静止同步补偿器直流分量电流互感器间接闭环抑制直流侧电容电压工频分量

一种新型基于高速串行通信的多通道同步采样技术

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电力系统自动化 2012年第9期36卷 82-85页

作者：姜雷周华良郑玉平夏雨姚吉文吴通华国网电力科学研究院/南京南瑞集团公司江苏省南京市210003

微机型高压继电保护装置需要实时采样和处理多通道交流电气量数据,多通道采样数据的同步性和数据处理的实时性是影响保护性能的2个重要因素。文中针对以往同步采样及数据接口方式进行了改进,提出了一种基于高速串行通信的多通道同步采... 详细信息

微机型高压继电保护装置需要实时采样和处理多通道交流电气量数据,多通道采样数据的同步性和数据处理的实时性是影响保护性能的2个重要因素。文中针对以往同步采样及数据接口方式进行了改进,提出了一种基于高速串行通信的多通道同步采样技术,硬件上进一步保证数据采样同步性,同时提高采样数据传输、存储的快速性和并发性。该技术具有很好的扩展性和高可靠性,可以满足不同微机型高压继电保护装置,尤其是模拟采样回路通道数需求较多的场合,目前已经在某系列微机型高压继电保护装置上得到验证并取得实际工程应用。

关键词：继电保护同步采样高速串行多通道

大功率高频变压器三维温升计算及优化设计方法

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电工技术学报 2023年第18期38卷 4994-5005,5016页

作者：骆仁松汪涛文继峰王子龙虞晓阳南京南瑞继保电气有限公司南京211102

三维温升计算是大功率高频变压器(HFT)建模中的难点问题,准确、快速的热模型对于HFT的优化设计和稳定运行有着重要意义。目前,普遍采用降维方式建立集总参数热网络模型,其计算精度易受结构参数影响,在宽参数范围寻优中难以实现准确的热... 详细信息

三维温升计算是大功率高频变压器(HFT)建模中的难点问题,准确、快速的热模型对于HFT的优化设计和稳定运行有着重要意义。目前,普遍采用降维方式建立集总参数热网络模型,其计算精度易受结构参数影响,在宽参数范围寻优中难以实现准确的热点预测。该文基于有限差分方法(FDM)构建了HFT三维热模型,并对离散化误差及其控制方法进行分析。借助有限元仿真对三维热模型的参数适应性进行详细校验,包括结构尺寸、损耗密度及散热条件,校验结果表明,该模型在宽参数范围内的最大误差小于10%。以10 kHz、150 kW变压器为例进行优化设计,单次三维温升计算平均耗时2.8 ms,最优设计边界上的最高温升计算误差低于5.5%。根据优化设计结果加工150 kW变压器原型样机并进行额定功率测试,最高温升计算误差为3%。

关键词：高频变压器三维热模型有限差分优化设计

构网型全功率风机并网系统机电尺度建模及动态稳定性分析

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第7期52卷 12-21页

作者：李尚志徐泰山李英彪任先成鲍颜红张金龙胡家兵华中科技大学电气与电子工程学院湖北武汉430074 南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 江苏南京211106 电网运行风险防御技术与装备全国重点实验室江苏南京211106

针对风力机部分和模拟同步机运行特性的虚拟同步发电机(VSG)控制等呈现机电尺度控制特性,含一次调频控制的构网型全功率风机并网系统存在机电尺度动态稳定问题,建立了系统的机电尺度分析模型,通过特征值和参与因子分析提取了影响系统机... 详细信息

针对风力机部分和模拟同步机运行特性的虚拟同步发电机(VSG)控制等呈现机电尺度控制特性,含一次调频控制的构网型全功率风机并网系统存在机电尺度动态稳定问题,建立了系统的机电尺度分析模型,通过特征值和参与因子分析提取了影响系统机电尺度稳定性的两个振荡模式及主导控制环节.针对两个模式应用阻尼转矩分析法研究了各控制环节对系统模式阻尼的作用路径和参数的影响规律.分析发现:对于振荡模式1,网侧端电压控制支路提供负阻尼,受端电压控制参数影响较大,受系统功率水平影响很小;对于振荡模式2,转速控制、桨距角补偿控制和桨距角控制通过影响相应支路的阻尼影响系统总阻尼,功率水平对总阻尼的影响与桨距角控制比例系数强相关.

关键词：构网型控制风力机一次调频机电尺度特征值分析阻尼转矩法动态稳定性

一种低耦合电容的高压SiC MOSFET驱动隔离电源设计

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太阳能学报 2024年第9期45卷 112-121页

作者：黄樟坚汪涛李响张茂强骆仁松虞晓阳南京南瑞继保电气有限公司南京211102

高压SiC MOSFET更快的电压变化率dv/dt,导致其驱动遭受更严重的共模干扰,而现有高隔离电压驱动电源大多又存在耦合电容高、共模瞬态抗扰度(CMTI)能力弱、转换效率低等问题,因此该文设计一种兼具高隔离电压、高转换效率的低耦合电容驱动... 详细信息

高压SiC MOSFET更快的电压变化率dv/dt,导致其驱动遭受更严重的共模干扰,而现有高隔离电压驱动电源大多又存在耦合电容高、共模瞬态抗扰度(CMTI)能力弱、转换效率低等问题,因此该文设计一种兼具高隔离电压、高转换效率的低耦合电容驱动隔离电源。首先,基于有源钳位反激变换器,提出一种驱动隔离电源耦合电容等效简化解析模型,并通过仿真、实验验证解析模型可行性;其次,基于该模型分析耦合电容影响因素及其优化方法,为低耦合电容的驱动电源设计提供参考;最后,通过实验评估所提低耦合电容高压SiC MOSFET驱动隔离电源性能。结果表明,该文驱动隔离电源额定转换效率约80%,工频耐压高达18 kV,且耦合电容不足2 pF,CMTI能力强。

关键词：碳化硅 MOSFET 解析模型驱动电源耦合电容

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多端柔性直流配电网接地方式设计

中国电机工程学报 2017年第9期37卷 2551-2560页

作者：吴峻武迪朱金大洪莎莎骆健俞拙非董长城国网江苏省电力公司南京供电公司江苏省南京市210019 南京南瑞集团公司江苏省南京市210006 江苏省电力公司经济技术研究院江苏省南京市21000

多端柔性直流配电网是柔性直流输电技术与配电网相结合的新型应用形式,该配网技术采用多端电压源换流器构建跨台区低压直流互联系统,利用优化下垂控制实现台区间基于配电变容比(容量比例)的自适应潮流转供。针对所采用的电压源换流器,... 详细信息

多端柔性直流配电网是柔性直流输电技术与配电网相结合的新型应用形式,该配网技术采用多端电压源换流器构建跨台区低压直流互联系统,利用优化下垂控制实现台区间基于配电变容比(容量比例)的自适应潮流转供。针对所采用的电压源换流器,推导出其稳态零序等效电路,并得出零序入地电流的计算式。通过分析电压源变流器直流侧不同接地方式下稳态零序入地电流、交流侧滤波器不同接地方式下滤波效率及交流滤波器共模电压,提出直流侧不接地、交流滤波器直接接地具有较优的稳态运行特性。基于PSCAD/EMTDC建立了4台区等值配电网的多端柔性直流配电网电磁暂态模型,以交流阀侧单相接地故障及直流侧单极接地故障为典型暂态故障场景,对比分析了不同接地方式下的交/直流侧故障电流水平、直流母线电压波动及故障电压恢复特性等暂态特性,结论验证了所选接地方式同时具有优越的暂态故障特性。

关键词：多端柔性直流配电网接地方式零序入地电流稳态运行特性故障暂态特性