10kV新型固態(tài)開關的設計.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，給電能質量帶來不利影響的大量大型沖擊性設備、非線性負荷等不斷增加，而同時對電能質量要求嚴格的敏感設備也不斷增加，提高電能質量成為當務之急。據統(tǒng)計，暫態(tài)電能質量問題中的電壓短時中斷和電壓跌落占所有電力系統(tǒng)出現的電能質量問題的90％，而電壓跌落造成的事故次數大約是電壓中斷的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:動態(tài)電壓恢復器DVR、不間斷供電電源

2、UPS、鐵磁諧振變壓器CVTS、固態(tài)轉換開關SSTS等，而UPS、DVR、CVTS都需要設置獨立的大容量儲能設備，價格昂貴且無法應對長時間電力中斷，固態(tài)轉換開關SSTS無需單獨設立其他設備，且能取得較好的電能質量治理效果，是一種性價比較高的方案。
　　 本文設計的10kV固態(tài)開關SSTS是基于作者在廣東電網公司電力科學研究院系統(tǒng)所參與的科研項目。目前主流的電子式固態(tài)開關分為:機械開關與電力電子器件并聯的混合式固態(tài)開關和純電力電子

3、器件的固態(tài)開關。混合式固態(tài)開關的開斷速度受到機械開關部分限制，不能應用于對切換速度要求較高的場合。本文設計了采用晶閘管串聯拓撲結構的純電子式固態(tài)開關，具有高的切換速度且切換控制策略相對簡單。傳統(tǒng)串聯晶閘管拓撲結構的固態(tài)開關SSTS采用阻容支路實現串聯晶閘管動靜態(tài)均壓，本文在此基礎上進行了改進，加入二極管整流橋電路，增加了固態(tài)開關過電壓吸收范圍。
　　 本文在對比分析目前常用的電壓檢測算法基礎上，選擇了dq算法作為10kV固態(tài)開關

4、SSTS的電壓檢測算法，并針對傳統(tǒng)改進dq檢測算法檢測范圍的局限性進行了改進，得到計及不對稱故障分量的新三相改進dq變換電壓檢測算法。通過EMTDC/PSCAD對該檢測算法進行了仿真，結果表明該檢測算法具有檢測時間短、檢測范圍廣的優(yōu)勢。同時，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斷過程的基礎上，根據設計目標確定了10kV固態(tài)開關SSTS采用的強迫切換策略。最后，本文介紹了SSTS-380V低壓模型裝置，給出了裝置實驗的電路