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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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适用于声源定位的气体绝缘输电线路超声导波传播特性研究

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电工技术学报 2024年第3期39卷 852-862页

作者：杜志叶郝兆扬赵鹏飞王恒郝乾武汉大学电气与自动化学院武汉430072 武汉朗德电气有限公司武汉430205

基于到达时间差(TDOA)的声源定位方法是当前气体绝缘输电线路(GIL)故障定位的主要方式,声波在GIL结构上的传输特性深刻影响着定位结果的准确性。为进一步提升故障定位精度,该文提出了考虑导波频散与多模态特性的GIL壳体声传输分析模型,... 详细信息

基于到达时间差(TDOA)的声源定位方法是当前气体绝缘输电线路(GIL)故障定位的主要方式,声波在GIL结构上的传输特性深刻影响着定位结果的准确性。为进一步提升故障定位精度,该文提出了考虑导波频散与多模态特性的GIL壳体声传输分析模型,以典型220 kV GIL管段为研究对象,建立声波传输有限元模型,研究了导波特性对故障定位的影响,确定了适用于故障定位的超声导波模态以及GIL非直管结构对该模态导波的衰减与时延量,通过现场定位试验验证了分析模型的可行性,为GIL声源故障定位系统的传感器配置与定位阈值设置提供了计算依据。结果表明,在20~60 kHz频带内,F(1,1)模态导波具有能量高、波形形状稳定、抗干扰能力强等特点,使用该模态导波进行故障定位精度较高。GIL非直管结构会对F(1,1)模态导波造成较大的幅值衰减与一定程度的时延,在故障定位中考虑非直管结构衰减与时延影响可以使定位误差降低60%以上。

关键词：气体绝缘输电线路(GIL) 故障定位到达时间差(TDOA) 超声导波传播特性

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感应淬火过程中异形感应器的设计

金属热处理 2024年第6期49卷 308-313页

作者：周胜利沈辉雷德浪常州市道铖传动科技有限公司江苏常州213117

为满足一些几何形状复杂、技术要求较高零件的热处理技术要求,如万向节传动轴R处、King Pin零件和传动轴(短轴)耳部等,对其采用高性能数字化感应加热电源、微机编程自动控制中频异形感应器进行感应淬火。针对不同类型的零件,异形感应器... 详细信息

为满足一些几何形状复杂、技术要求较高零件的热处理技术要求,如万向节传动轴R处、King Pin零件和传动轴(短轴)耳部等,对其采用高性能数字化感应加热电源、微机编程自动控制中频异形感应器进行感应淬火。针对不同类型的零件,异形感应器区别于圆形感应器,有不同的结构设计,且结构简单、制作成本低,淬火后零件的有效硬化层深度满足技术要求,显微组织均匀,力学性能偏差范围小,质量稳定,使用异形感应器感应淬火后,解决了传动轴叉部R处的硬化层及薄壁处晶粒粗大的难题,使零件的使用寿命大幅提高。

关键词：感应淬火异形感应器万向节传动轴双层喷水圈

抑制分布式静止串联补偿器对线路保护影响的方法研究

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电力系统保护与控制 2024年第3期52卷 172-179页

作者：潘磊马秀达林艺哲谢华吴飞翔任铁强南京南瑞继保电气有限公司江苏南京211102

分布式静止串联补偿器(distributed static series compensator,DSSC)通过调节注入线路的电压可改变线路功率,优化电网潮流分布。针对现有交流线路保护算法难以适应DSSC串入线路运行的问题,提出了抑制DSSC对线路保护影响的方法。首先,... 详细信息

分布式静止串联补偿器(distributed static series compensator,DSSC)通过调节注入线路的电压可改变线路功率,优化电网潮流分布。针对现有交流线路保护算法难以适应DSSC串入线路运行的问题,提出了抑制DSSC对线路保护影响的方法。首先,分析了DSSC对交流线路保护的影响,证明了DSSC注入电压可能改变距离保护的阻抗测量值,导致距离保护有拒动或误动的风险。然后,提出了利用DSSC本体过流保护快速将DSSC旁路、或基于故障辅助判据主动将DSSC注入电压降为0的方法,以抑制不同类型的线路故障时DSSC对线路保护的影响。最后,基于硬件在环RTDS实时仿真平台以及浙江湖州DSSC示范工程现场进行试验,验证了所提抑制DSSC对交流线路保护影响的方法的有效性。

关键词：分布式静止串联补偿器线路保护距离保护

分接开关可控移相变压器保护配置及故障特征分析

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电力系统保护与控制 2024年第14期52卷 121-131页

作者：孙仲民顾乔根张晓宇郑超莫品豪王波南京南瑞继保电气有限公司江苏南京211102

移相变压器是一种经济型的潮流调节设备,可提高电网运行的安全性和经济性。为了实现分接开关可控移相变压器工程化应用,首先,针对电流电压互感器配置情况,提出了移相变压器的主保护配置方案,并分析了各保护元件的保护范围。其次,提出了... 详细信息

移相变压器是一种经济型的潮流调节设备,可提高电网运行的安全性和经济性。为了实现分接开关可控移相变压器工程化应用,首先,针对电流电压互感器配置情况,提出了移相变压器的主保护配置方案,并分析了各保护元件的保护范围。其次,提出了基于控保协同的差动计算自适应调整策略,可根据分接开关的实时档位实现移相变压器差动保护计算的自适应调整。接着,给出了基于移相变压器差动平衡的各侧电流校验方法,可用于校验电流互感器的接入极性和参数。最后,通过仿真和实际波形,分析了不同故障下和空充时的波形特征以及保护的适应性,并证明了所提方法和保护配置的有效性。

关键词：移相变压器继电保护差动保护保护配置故障特征

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柔性低频输电系统的主变稳态负序差动保护

电力系统保护与控制 2024年第5期52卷 168-177页

作者：顾乔根张晓宇吕航莫品豪孙仲民南京南瑞继保电气有限公司江苏南京211102

为了解决常规纵差保护难以适用于低频系统的问题,通过分析低频系统的序分量抑制策略,并根据低频系统故障进入稳态后单侧有负序注入的特征,提出一种基于稳态负序分量的主变差动保护方法。为防止该差动保护在区外故障时因电流互感器饱和... 详细信息

为了解决常规纵差保护难以适用于低频系统的问题,通过分析低频系统的序分量抑制策略,并根据低频系统故障进入稳态后单侧有负序注入的特征,提出一种基于稳态负序分量的主变差动保护方法。为防止该差动保护在区外故障时因电流互感器饱和出现误动,通过对比分析三类制动电流计算方式的制动性能,得到了差动保护的制动方程和制动系数。为解决励磁涌流、电流互感器断线可能导致误动的问题,提出了相电压突变量的差动保护开放条件。仿真分析表明,该方法能够灵敏反映区内金属性故障及轻微故障,在区外故障伴随电流互感器饱和时有可靠的制动裕度。

关键词：低频输电系统负序差动励磁涌流互感器饱和零启升压

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基于模块化级联拓扑的高压直流直挂储能装置

电力自动化设备 2024年第3期44卷 9-14,21页

作者：姚宏洋谢晔源王翀任铁强祁琦马秀达南京南瑞继保电气有限公司江苏南京211102

为了提升柔性直流输电的有功功率调节能力及惯量支持能力,研究了基于模块化级联拓扑的高压直流直挂储能技术,探索了高压直流直挂储能的工程化实施方案、控制系统架构及控制策略,提出了基于子模块电池荷电状态排序的改进型最近电平逼近... 详细信息

为了提升柔性直流输电的有功功率调节能力及惯量支持能力,研究了基于模块化级联拓扑的高压直流直挂储能技术,探索了高压直流直挂储能的工程化实施方案、控制系统架构及控制策略,提出了基于子模块电池荷电状态排序的改进型最近电平逼近调制策略,用于解决电池荷电状态及子模块开关频率整体均衡的问题。给出了高压直流直挂储能关键参数的计算方法。研制了基于磷酸铁锂电池的高压直流直挂储能模块及控制系统样机,搭建了含高压直流直挂储能的柔性直流输电系统的电磁暂态仿真模型和基于串联变流器的试验平台,通过系统仿真及样机试验验证所提高压直流直挂储能方案的可行性。

关键词：柔性直流输电模块化级联拓扑高压直流直挂储能最近电平逼近调制荷电状态

基于等效序阻抗差异特征的低频输电线路差动保护优化方案

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电力自动化设备 2024年第5期44卷 143-150页

作者：黄涛文继锋赵青春徐晓春谢华徐海洋卜立之南京南瑞继保电气有限公司江苏南京211102

低频输电线路故障时,两侧短路电流均由模块化多电平矩阵变换器提供,两侧短路电流相角均受控且幅值相当,导致差动保护灵敏度严重下降。分析了低频输电系统定电压控制侧和功率控制侧的等效正、负序阻抗特征,指出因控制策略不同,系统故障... 详细信息

低频输电线路故障时,两侧短路电流均由模块化多电平矩阵变换器提供,两侧短路电流相角均受控且幅值相当,导致差动保护灵敏度严重下降。分析了低频输电系统定电压控制侧和功率控制侧的等效正、负序阻抗特征,指出因控制策略不同,系统故障时两侧等效正、负序阻抗特征存在明显差异。分析了低频输电线路区内和区外故障两侧保护装置测量到的等效序阻抗之间的差异性和相似性,基于此特征构建了两侧等效序阻抗差异指标,提出了基于等效序阻抗差异指标的差动保护制动系数优化方法。仿真结果表明,所提方案能够显著提升低频输电线路区内故障时差动保护的动作速度和动作灵敏性。

关键词：继电保护差动保护等效序阻抗低频输电受控故障特征制动系数控制策略

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高压GIS用三工位隔离接地开关的结构类型

高压电器 2024年第1期60卷 197-204页

作者：吴小虎吕东明高美华鄢敏杨清清宋鹏付杰川开电气有限公司成都610200 青岛特锐德电气股份有限公司山东青岛266000

文中介绍了72.5 kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备(简称GIS)常用的3种结构类型的三工位隔离接地开关:双导电杆连杆传动的三工位隔离接地开关、滚珠丝杠传动的三工位隔离接地开关、齿轮齿条传动的三工位隔离接地开关。这3种三工位隔离... 详细信息

文中介绍了72.5 kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备(简称GIS)常用的3种结构类型的三工位隔离接地开关:双导电杆连杆传动的三工位隔离接地开关、滚珠丝杠传动的三工位隔离接地开关、齿轮齿条传动的三工位隔离接地开关。这3种三工位隔离接地开关有别于传统的旋转闸刀式结构,都是属于国内外主流的动触头直动插入式结构。通过对这3种三工位隔离接地开关结构、滑动电联接形式以及运动形式的阐述,分析了各种结构的优势,为GIS核心模块部件的改进和优化设计提供技术指导。

关键词： GIS 三工位隔离接地开关双导电杆滚珠丝杠齿轮齿条