摘要：直流电网技术对设备提出了新的要求,具有快速开断能力的高压直流断路器是直流电网的核心设备,现有试验技术在功率方面不能满足直流断路器短时电流耐受试验的要求。为解决该问题,该文分析了在直流电网中直流断路器耐受的短时电流应力,提出了基于损耗及结温等效的试验方法及试验电路拓扑,搭建了PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真模型。并以张北工程康宝站为例,对直流断路器短时电流耐受试验进行了仿真验证。仿真结果表明:该试验电路能够有效地实现短时电流对直流断路器的应力考核,为试验平台的设计提供指导作用。

摘要：巴西美丽山II期直流工程在工作频率、换流器拓扑、环境温度等方面与国内直流工程存在较大差异,若直接套用国内工程用饱和电抗器存在铁心损耗大、温升过高等问题。此外,饱和电抗器运行时温度较高一直是影响换流阀可靠性的潜在隐患。因此,亟需开展饱和电抗器的损耗优化研究,保证工程长期运行的可靠性。以巴西直流工程为切入点,开展了饱和电抗器铁心损耗研究,给出了一种通过调整铁心气隙减小铁心损耗的优化方法,分析了损耗降低机理,研制了饱和电抗器样机,结合仿真和试验分析手段,研究了调整电感值后饱和电抗器电气特性,验证了该方法的有效性。该优化方法不会影响饱和电抗器的外部结构和阀塔的整体结构设计,因此具有工程兼容性高、成本低的优点。同时,提供的优化思路不仅适用于巴西直流工程,也为不同直流工程用饱和电抗器的可行性分析提供理论指导,支持特高压直流工程换流阀前期设计以及技术改造。

摘要：我国正在建设500 kV张北柔性直流电网试验示范工程,500kV高压直流断路器是张北柔性直流电网的核心装备,其支架绝缘设计决定了断路器的经济性及安全性。根据经验设计了支架初始结构,建立了其电场仿真三维模型,采用ANSYS有限元仿真软件计算了初始支架表面电场分布,获得了支架表面场强集中点,针对场强集中点提出了电场分布优化方案。搭建了断路器支架试验平台(海拔约50 m),开展了不同电极和电压极性下支架操作冲击50%放电试验,获得了不同电极下支架的间隙系数,验证了电场优化方案的正确性。结合支架操作冲击50%放电试验结论,针对张北直流电网工程绝缘水平要求,估算了支架对地最小空气间隙,最小空气间隙设计为4.7 m。论文工作为工程样机设计提供了参考。

摘要：巴西美丽山II期特高压直流输电工程交流侧系统频率为60Hz,其核心装备换流阀采用单12脉动桥设计,与国内常规直流换流阀技术路线和设计标准存在差别。为保证工程长期安全可靠运行,需开展换流阀多种复杂运行工况下试验考核;而实际运行试验回路工作频率为50 Hz,如何有效开展换流阀运行试验等效性研究是亟待解决的关键性问题。介绍了该工程换流阀设计关键技术参数,确定了其关键组部件电气应力和损耗要求;基于损耗等效原理提出了换流阀运行试验等效方法,计算出试验参数则算系数,并通过仿真和试验进行验证;结果表明,该方法有效考核了换流阀运行性能,保证了换流阀电气应力和热应力具备充足的设计裕度,支撑了海外直流工程项目顺利实施。

摘要：高电位驱动电路的送能系统是保证混合式直流断路器稳定工作的关键设备。与目前"磁隔离"送能原理不同,利用电容器"隔直通交"特性和LC电路串联谐振原理,提出一种对称电容谐振式高压直流装置送能系统,实现了地电位侧电能向高电位直流侧装置的高效传输。分析了该送能系统的工作原理,并针对该拓扑结构提出了电路参数设计原则和设计方法以及若干衍生拓扑结构。通过仿真对具体算例进行验证,仿真结果表明在直流故障工况下该送能系统仍然可以稳定工作,进而验证了所提新型送能系统的可行性和可靠性。

摘要：为提升柔性直流换流阀的产品质量和附加值,研究其工业设计方法具有重要意义。分析±320 kV柔性直流换流阀子模块、阀模块、阀塔的设计方案,从功能、结构、造型、人机、装配、成本、涂装等方面提出合理的设计方法。采用技术和设计并行的设计流程,基于功能和人机工程学的“减法”设计方法对±500 kV换流阀进行工业设计创新,通过分析与实验验证,设计方案应用于工程样机。通过对比分析总结出的工业设计方案,可以从知识角度保证设计方案具有更优的质量;同时将工业设计融入高新技术研发过程,对产品设计创新和新技术产业化具有重要影响力。