10kV新型固態(tài)開關(guān)的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著科技的發(fā)展，給電能質(zhì)量帶來不利影響的大量大型沖擊性設(shè)備、非線性負(fù)荷等不斷增加，而同時(shí)對(duì)電能質(zhì)量要求嚴(yán)格的敏感設(shè)備也不斷增加，提高電能質(zhì)量成為當(dāng)務(wù)之急。據(jù)統(tǒng)計(jì)，暫態(tài)電能質(zhì)量問題中的電壓短時(shí)中斷和電壓跌落占所有電力系統(tǒng)出現(xiàn)的電能質(zhì)量問題的90％，而電壓跌落造成的事故次數(shù)大約是電壓中斷的10倍。電力電子裝置因其快速可控的優(yōu)越性能已成為解決電能質(zhì)量問題的重要手段，目前治理電壓跌落的電力電子裝置甚多，包括:動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器DVR、不間斷供電電源

2、UPS、鐵磁諧振變壓器CVTS、固態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)SSTS等，而UPS、DVR、CVTS都需要設(shè)置獨(dú)立的大容量儲(chǔ)能設(shè)備，價(jià)格昂貴且無法應(yīng)對(duì)長時(shí)間電力中斷，固態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)SSTS無需單獨(dú)設(shè)立其他設(shè)備，且能取得較好的電能質(zhì)量治理效果，是一種性價(jià)比較高的方案。
　　 本文設(shè)計(jì)的10kV固態(tài)開關(guān)SSTS是基于作者在廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院系統(tǒng)所參與的科研項(xiàng)目。目前主流的電子式固態(tài)開關(guān)分為:機(jī)械開關(guān)與電力電子器件并聯(lián)的混合式固態(tài)開關(guān)和純電力電子

3、器件的固態(tài)開關(guān)?；旌鲜焦虘B(tài)開關(guān)的開斷速度受到機(jī)械開關(guān)部分限制，不能應(yīng)用于對(duì)切換速度要求較高的場合。本文設(shè)計(jì)了采用晶閘管串聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的純電子式固態(tài)開關(guān)，具有高的切換速度且切換控制策略相對(duì)簡單。傳統(tǒng)串聯(lián)晶閘管拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的固態(tài)開關(guān)SSTS采用阻容支路實(shí)現(xiàn)串聯(lián)晶閘管動(dòng)靜態(tài)均壓，本文在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，加入二極管整流橋電路，增加了固態(tài)開關(guān)過電壓吸收范圍。
　　 本文在對(duì)比分析目前常用的電壓檢測算法基礎(chǔ)上，選擇了dq算法作為10kV固態(tài)開關(guān)

4、SSTS的電壓檢測算法，并針對(duì)傳統(tǒng)改進(jìn)dq檢測算法檢測范圍的局限性進(jìn)行了改進(jìn)，得到計(jì)及不對(duì)稱故障分量的新三相改進(jìn)dq變換電壓檢測算法。通過EMTDC/PSCAD對(duì)該檢測算法進(jìn)行了仿真，結(jié)果表明該檢測算法具有檢測時(shí)間短、檢測范圍廣的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，本文在仿真研究各種電壓跌落故障下晶閘管電流自然過零關(guān)斷過程的基礎(chǔ)上，根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)確定了10kV固態(tài)開關(guān)SSTS采用的強(qiáng)迫切換策略。最后，本文介紹了SSTS-380V低壓模型裝置，給出了裝置實(shí)驗(yàn)的電路