高分子PTC电阻限流特性建模与实验研究

本文结合传热学相关原理,对高分子PTC电阻在大电流条件下的瞬态限流过程进行建模。建模中假定PTC电阻为绝热状态以及比热容为定值,同时依据PTC电阻的R-T特性曲线,将PTC电阻值分区间进行建模。在大量实验数据的基础上,确定了PTC电阻的比热容,电阻温度系数、材料常数。通过离散差分化处理的求解方法,递推出每个采样点的PTC电阻值、回路电流以及PTC电阻的温度。实验结果与仿真的对比验证了假定以及建模的有效性。该模型可推测计算其它不同短路电流下PTC电阻限流过程及特性,具有很好的工程意义。     

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。     

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.     

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640V／2500A的原理样机，实验结果表明，样机将预期峰值为100kA，时间常数为4．17ms的短路电流限制在10kA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。     

液态金属限流器电阻特性测试及建模

液态金属限流器依靠电弧电阻实现故障限制功能,已有研究缺乏对电弧发生发展全过程的分析,未能完整描述其电阻变化特性。本文通过实验方法对液态金属单元的限流工作特性进行了测试,分析了限流过程四个阶段的电阻变化特点,进而建立了描述其完整工作过程的电阻特性数学模型,并与实验结果取得了良好的吻合。此模型有助于实现液态金属单元在电力系统中限流特性的快速仿真计算。     

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。     

无环流交交变频器的零电流检测电路

分析了无环流交交变频器的零电流检测电路中限流电阻取值困难的问题,提出一种以恒流二极管代替限流电阻的解决方案,通过一个典型数据为例,计算了使用恒流二极管的零电流检测电路的基本性能,结果证明使用恒流二极管代替限流电阻可以获得提高检测精度并降低检测电路的功率消耗。     

混合直流断路器自然换流过程中弧压的测量及建模

混合式断路器的电流转移主要有自然换流和强迫换流两种方式,其中自然换流是在机械开关斥力机构驱动触头分闸过程中产生电弧电压的作用下迫使故障电流由机械开关向半导体开关转移的过程,该阶段电弧电压的大小及变化过程对转移时间有着至关重要的影响。本文通过实验精确测量12kA电流等级下真空电弧电压的大小及变化规律,并利用PSCAD/EMTDC建立电弧电压数学模型,最后将该电流等级下换流时间的仿真计算和实验实测结果进行对比,验证了真空电弧电压模型的可靠性与正确性。     

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.     

直流限流器中IGBT关断时过电压的研究

直流电力系统短路时电流很大,在限流器内部换流过程中,线路分布电感会产生峰值很大的尖峰电压。本文简单的介绍了限流器的内部换流过程,通过计算说明过电压的来源以及抑制措施,并且建立了限流器具体模型,说明电路中电感、电容、电阻对过电压的影响,对吸收电容的选择有一定的实际意义;此外能量转移到吸收电容中,会使电容电压增加,本文分析了这个电压的后果,提出了解决措施。     

新型强迫换流型真空直流限流断路器研究

研究了基于强迫换流原理的真空直流限流断路器,利用与真空灭弧室反并二极管的续流作用使真空灭弧室电流过零后得到零电压介质恢复时间.真空灭弧室由高速电磁斥力机构驱动,反向强迫关断电流由预充电的LC回路产生,采用氧化锌压敏电阻限制关断过程出现的过电压.建了断路器的EMTP仿真模型,对短路和额定关断过程进行仿真分析,比较了仿真与试验结果的电流、电压波形,两者具有很高的一致性.     

舰船直流电网绝缘状态监测装置设计

舰船直流网络绝缘状态监测装置是保障舰船直流电力系统安全,实时掌握直流供电系统网络绝缘状态的所必须的设备。以往对直流网络绝缘监测的主要采用人工方式进行测量,人员劳动强度大,测量过程繁杂,不能及时掌握绝缘状态信息,察觉系统隐患。因此本文完成了直流网络绝缘监测系统的设计,通过三电压法和附加电源法完成不同直流网络绝缘电阻的测量．并实现故障支路的定位,最后确定了装置数据采集系统和通信系统的实现方案。     

开关电源的分布式并联均流技术概述

随着大功率和分布式开关电源需求的不断提高,分布式并联均流技术已成为电力电子研究的一个热门问题和发展方向。本文综合阐述了开关电源并联均流技术的应用背景、基本原理、常用方法及其发展趋势。     

基于CPLD的限流器控制装置设计

简述了爆炸式高速开关的工作原理。阐述了短路故障快速检测的必要性,提出了利用复杂可编程逻辑器件（CPLD）实现短路故障快速检测的方法,逻辑仿真和试验结果表明,采用CPLD器件实现的短路故障快速检测装置具有体积小、速度快、可靠性高、抗干扰能力强、易于维护和扩展的优点,尤其适用于舰船电力系统的综合保护。     

提高电流放大器电流响应速度的研究

提出采用超前校正和负反馈校正提高电流放大器输出电流响应速度方法。分析了电流放大器结构和采用输出电流反馈的工作原理，指出感性负载的时间常数是影响电流响应速度的主要因素。研究采用超前校正和负反馈校正减小负载等效时间常数的基本原理。建立了电流放大器的仿真模型，采用DSP和智能功率模块（IPM）搭建了H桥式电流放大器及其控制电路和控制软件。阶跃指令和复合指令的仿真和试验表明，两种方法均提高了输出电流的响应速度，满足快速跟随电流指令要求。     

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。     

正弦交流电参量的快速计算

本文提出了测定交流电参量一种快速精确的方法。利用几个少量的交流量瞬时值,精确地确定交流量的幅值（或有效值）和频率,以及两个同频交流量（电压和电流）的相位差,进而确定交流电量的有功功率、无功功率、视在功率和功率因数。本方法具有算法准确,运算处理时间短等特点,适应于以微机为核心的实时测量系统。     

舰船电力系统自适应电流保护网络拓扑分析

舰船电力系统自适应电流保护是根据电网的运行方式、网络结构和故障类型等来实时改变保护定值或保护性能,使保护最优化。网络拓扑结构的变化可以通过检测开关、断路器等的开断和闭合情况以及线路电流、电压的变化来确定,它是进行保护分析的基础。本文简单介绍了舰船电力系统保护研究的现状,阐述了引入舰船电力系统自适应电流保护的重要性,并主要论述了如何通过节支关联矩阵来对网络结构变化进行跟踪。     

高温超导限流器电流引线的设计与优化

高温超导限流器是一种新型的故障短路电流限制装置,具有良好的应用前景,其中电流引线漏热是高温超导限流器的主要漏热源之一,它的漏热量直接影响了高温超导限流器的总体性能,因此,引线的设计与优化一直备受关注。本文设计了用于400V／200A高温超导限流器的电流引线,采用Ansys软件计算了其温度场分布,并对引线进行了优化分析,分析计算结果能为后续高温超导限流器的设计提供技术支持。