熔丝型混合式直流限流开关的分析与设计

针对直流电网短路故障时迅速产生的短路电流,提出一种零电压型混合式直流短路电网限流开关拓扑结构,以超快速电磁斥力式机械开关为通流支路,用快速限流熔断器代替固态开关支路和能量吸收支路的功能.开发出额定功率为640 V/2 500 A的原理样机,实验结果表明,样机将预期峰值为100 kA,时间常数为4.17 ms的短路电流限制在10 kA以下,证明所设计限流开关工作的快速有效性.     

基于高速限流重合闸装置的舰船直流电网选择性保护方法

舰船电网电气传输距离短,短路电流沿线路衰减很小,高上升率的短路电流往往会使上下两级开关同时动作,导致选择性保护失效。本文在舰用300A和1000A塑壳开关电磁脱扣器特性曲线基础上,分析了舰船电网电流原则选择性保护失效的原因,提出了一种基于高速限流重合闸装置——HLB的选择性保护方法。故障时,通过HLB的快速限流,避免了上级开关动作,故障支路开关跳开后,HLB快速重合闸恢复对无故障支路的供电,实现系统的选择性保护。实验证明该方法可以将预期峰值100kA,时间常数为7ms的短路电流限流在15.4kA,故障切除后50ms内重合闸恢复对非故障支路的供电,实现电网的选择性保护。     

超快速开关在直流供电系统保护中的应用

直流电网发生短路故障时其短路电流巨大，可能超过现有保护设备分断能力，利用超快速开关技术，设计出一种新型的直流短路限流装置，阐述了其工作原理，研制出实验样机，完成了大电流分断实验，实验结果表明该型限流保护装置能有效抑制短路电流。     

舰船电力系统大容量限流保护装置研究

根据舰船电力系统的特点和特殊环境要求,研制了一种爆炸活塞式大容量限流保护装置,并设计了额定640 V/2 000 A的工程样机,进行高速开断器的分断试验和整机限流试验。试验结果表明:高速开断器能在分断信号发出后150μs内分断,分断速度达到了33 m/s;整机可将预期峰值100 kA,时间常数4.17 ms的短路电流限制在14.5 kA内。     

基于一次转移原理的限流器研究

研究了基于一次电流转移的限流器方案,它由快速开关和PTC电阻并联组成。限流过程电流由快速开关直接转移至PTC电阻。研究表明,在电流向PTC电阻转移的过程中,电弧电压和PTC电阻值对限流效果有重要影响。     

电力系统短路电流计算新方法的研究与实践

本文提出将断路器(或隔离开关)作为一条阻抗为零的支路来模拟,应用线性网络特性、定理及变结构与变参数方法,修改节点电流源与阻抗矩阵元素,导出了相当于在断路器(或隔离开关)两侧分别发生短路故障时,通过断路器(或隔离开关)的短路电流计算的通用模型和算法.用该计算模型对XX电厂进行短路电流计算.实践证明:该方法计算简便,结果正确,给电气设备选择、继电保护整定计算带来很大的方便,同时,还能考虑各种运行方式的改变对短路电流的影响.     

集成电源变换装置智能分配电技术研究

本文分析研究了船舶电力系统中多路输出的集成电源输出配电及选择性保护技术,该技术不仅能够自动对配电支路中出现的短路、冲击、过载等现象进行快速识别、判断,而且能够区分配电支路中大电容负载电流冲击造成的短路假象,根据判断结果对配电支路的输出电压是否自动进行调制或在us级时间内是否关断该配电支路,保证其他配电支路的正常工作,达到故障最小化原则的目的。本文通过对输出配电及选择性保护技术原理的分析并进行了试验验证,证明了分析研究结论与原理性样机试验结果一致。     

船舶直流电网短路故障限流保护方法

船舶直流电网短路下会导致电路中断,通过限流控制方法进行电网短路故障分析,提出一种基于LLC串联谐振保护控制的船舶直流电网短路故障限流保护方法。构建船舶直流电网短路故障下的耦合参数模型,测试电路的电流、电压和功率因素的参数,建立电网短路故障下的谐振参数分布矩阵,由此构造电网短路故障限流保护输出调节封闭方程组,调节输出线圈的次级侧绕组的自感,进行电流谐振控制,构建LLC串联等效电路模型,进行电网的连通性判别,计算电流超限阈值,实现船舶直流电网短路故障限流保护系统的硬件设计。测试表明,采用该方法进行电网的限流保护,能有效排除电网短路故障。     

一种新型故障限流器的设计和仿真

采用短路电流限制器(FCL)快速限制短路电流是提高系统稳定性和断路器开断能力的有效方法之一.文中提出一种新型的具有串联补偿功能的故障电流限流器,它由补偿电容和旁路电感并联后与限流电感串联而成;和旁路电感相串联的可关断晶闸管(GTO)控制正常时的补偿度和故障时的限流程度.用MATLAB对传输线路短路的仿真分析证明此装置效果良好,是电力系统中有用的保护设备.     

一种混合直流真空断路器参数设计方法

为合理设计混合直流真空断路器各支路器件参数,以提升开断故障电流速动性及可靠性.本文首先针对自然换流阶段支路杂散参数及主回路电流上升率对转移速度的影响进行研究,确立了半导体开关型号及连接方式;随后通过LC单频振荡回路使半导体开关电流过零,为确保该强迫换流阶段半导体开关两端反向承压时间大于其固有关断时间使其够可靠关断,对换流电容和换流电感参数进行了优化;最后从吸能角度出发确立了压敏电阻特性参数.基于该设计方法进行了20kA电流等级试验并取得高效分断性能.     

混合式限流断路器中快速隔离组件的设计与仿真

混合式限流断路器具有机械开关良好的静态特性和固态开关无弧快速分断的动态特性,是国际上新型断路器的发展方向。本文设计了一种基于电力电子器件的双向快速隔离组件拓扑结构,在EMTP中建立了快速隔离组件的仿真模型,通过脉冲电容器电源系统的短路分断试验验证了仿真模型的正确性。     

SSSC限流性能仿真研究

为限制电力系统中的短路电流,从设备方面考虑主要采取安装故障限流器的方案。为此,各种各样限流器技术得以提出并发展。但是,从现有设备的功能角度出发考虑其限流功能的研究较少。本文探讨了利用SSSC装置进行限流的可能性。搭建了基于Matalb/Simulink的SSSC装置仿真平台,给出了利用SSSC装置进行短路电流限制的仿真波形。仿真结果表明,SSSC具有一定的限流能力。     

基于PTC材料的限流保护研究现状

短路电流不断增大,采用限流的方式进行短路保护是一种有效的保护方式。使用PTC元件进行限流保护是一种新型的保护方式,具有可恢复性和可重复使用的特点,且对于大电流的分断具有很大的应用潜力。该文对现有限流保护技术进行总结与比对,对PTC研究存在问题进行系统分析,阐述罗列现有PTC种类以及适用用途,并对其耐压大电流冲击方案进行可行性分析。最后对其全文进行总结,给出限流应用PTC拟解决方案。     

应用网络拓扑图论进行网络变换计算电力系统短路电流

本文采用电工学中网络拓扑图节点对支路的关联矩阵对电力系统的主接线建立的一个关联矩阵，可以利用计算机进行网络化简，即进行矩阵变换，根据需要可计算出各点短路电流，并能打印出短路电流计算结果表。     

新型限流断路器在舰船电力系统中应用分析

针对舰船直流电力系统,开展了新型限流断路器的相关研究,研制出了高速限流断路器样机并进行了短路分断的验证实验。本文还对舰船电力系统中安装直流限流断路器方式进行了应用分析,结果表明该新型直流限流断路器能够满足现代舰船大容量电网对保护设备的要求。     

新型混合型限流熔断器在舰船综合电力系统中的应用分析

采用中压直流电网输配电是舰船综合电力系统的重点发展方向,但中压直流开关的分断能力不足成为中压直流电网发展的一个重要制约.本文提出在合理位置加装电弧触发式混合型限流熔断器（ATH-CLF）来限制中压直流电网短路电流的方法来解决这一问题.首先以IEEE Std 1709-2010推荐的一种舰船中压直流电网为例,建立了该电网的EMTP仿真模型和ATH-CLF的EMTP仿真模型,计算了有无ATH-CLF以及ATH-CLF安装在不同位置时各典型位置发生短路的电网短路电流及母线电压跌落.分析表明,合理的ATH-CLF加装方案可有效降低短路电流水平,并可使非故障区域的母线电压跌落在10 ms之内恢复.     

高速电磁斥力机构的基本原理与仿真分析

混合型限流断路器是现代直流电力系统有效的短路保护设备,其中用于驱动高速限流断路器机械触头高速分闸的电磁斥力机构性能决定了混合型限流断路器的限流水平及分断的可靠性。分析了电磁斥力机构的工作原理,通过理论推导得到了电磁斥力的解析表达式,在此基础上得到其运动方程。介绍了电磁斥力机构的瞬态场有限元仿真方法,建立了1000 V/400 A样机的仿真模型,样机试验结果验证了理论分析与仿真计算的正确性,为电磁斥力机构的进一步优化设计打下坚实基础。     

船舶环形供电网络的短路电流计算

船用环形供电网络短路电流的研究目前处于初级阶段，本文使用等效发电机法和状态方程迭代求解法对环形网络的短路电流进行了研究。等效发电机法可通过发电机与阻抗串联等效和不同型号发电机并联等效将网络简化，从而求得短路电流。迭代求解法中，供电网络模型由状态方程表示，离散后求解，仿真中利用了MATLAB的强大数值计算功能，方便地分析各支路电流。最终给出了两种方法得出的计算结果及仿真曲线，为研究更复杂的环形及网型网络短路电流打下了基础。     

船舶配电系统交流智能配电关键技术研究

本文首先论述了船舶交流配电系统的发展需求,然后重点研究了船舶配电系统交流智能配电的关键技术,包括限流判断控制策略、短路故障判断策略及冲击性负载引起限流后解除限流的判断策略,最后通过原理样机,验证了船舶配电系统交流智能配电关键技术解决途径的可行性。     

一种混合式断路器自然换流过程改进措施

针对自然换流过程中电流转移时间过长等问题,本文提出一种采用外加高频变换磁场,利用机械开关在高频磁场中产生的感应电动势和机械开关电弧电压的叠加,以增大故障电流转移阶段中机械开关支路电压,减小电流转移时间的方案.在利用Q3D提取了机械开关支路的杂散电感的基础上,进行了改进方案的仿真分析.结果表明,所提方案能大幅缩短故障电流的转移时间,确保断路器分断的可靠性.