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混合式高压直流断路器试验技术被引量：27: 2018年; 混合式高压直流（HVDC）断路器是电力电子结合机械开关技术领域新型的高端电力装备,迄今为止其电气试验尚没有可以参照的国际或国家标准。为此,深入分析了混合式高压直流断路器的极限工况,梳理了快速机械开关、主支路阀组以及转移支路阀组等关键构成部件的电气应力,提出了能够全面考核整机电磁、热与机械等性能的运行试验和绝缘试验项目,并完成了试验系统的搭建。研究结果表明：所研制的世界首台535 k V电压等级混合式高压直流断路器样机及其关键部件在搭建的试验系统中完成了所提出的各项试验,最大开断电流为25k A,开断时间小于3 ms;针对性提出的试验方案和实现技术能够充分在实验室内考核混合式高压直流断路器的各项指标;试验结果证明了方案的正确性和可行性。该研究为未来混合式高压直流断路器相关试验检测标准的制定奠定了基础。; 吕玮王文杰方太勋杨兵谢晔源石巍; 关键词：柔性直流输电高压直流断路器

一种高压直流-直流变换设备: 本发明一种高压直流-直流变换设备，包括级联式模块化变流器、双绕组中低频正弦波变压器和输入并联模块化变流器；级联式模块化变流器包括两个结构相同的桥臂，上、下半桥臂均包括至少2个正向的半桥拓扑功率模块和1只电抗器；双绕组中低...; 吕玮石巍杨浩方太勋王宇杨兵; 文献传递

分体分步式换流变有载分接开关研制: 2024年; 特高压直流换流变压器有载分接开关长期承载满负荷运行的方波电流,切换电流di/dt大,熄弧困难,并且动作频繁,基本被国外企业垄断。文中首先针对特高压换流变传统有载分接开关无任何直接有效的电气量监测保护的“黑盒”难题,以及故障极易引起换流变本体损坏,影响特高压直流工程可用率问题,提出了一种分体分步式有载分接开关拓扑,实现换流变有载分接开关核心部件分体布置以及分步闭环控制保护,并分析梳理了工程应用的电气应力;然后进行了切换开关、分接选择器和控制保护装置等关键核心部件的研制;最后搭建基于LC谐振法的切换试验系统,对所研制的分体分步式有载分接开关进行了切换试验、容量试验、温升试验以及绝缘试验。试验结果表明:所研制的分体分步式有载分接开关额定级电压4 kV,最大通过电流1600 A,切换开关外置,无油化设计,内部集成电气测量系统,切换过程能够实现分步操作控制和保护,避免故障扩大化,满足±800 kV/5000 A特高压直流输电换流变压器的工程应用需求。; 吕玮陈羽孙超王文杰许元震方太勋; 关键词：特高压直流输电有载分接开关切换开关分接选择器并联谐振

直流20kV快速负荷开关设计及应用: 分合闸速度在数个毫秒以内的快速动作负荷开关为直流短路电流的有效切断提供可靠且经济的旁路型式,同时提供相应电压等级的绝缘断口,可应用于混合型直流断路器、超导型直流断路器等设备. 本文对影响电磁斥力操作机构性能的各...; 刘彬吕玮石亲民; 关键词：负荷开关电磁斥力机构机械设计电气性能; 文献传递

一种新型分体式换流变压器有载分接开关: 2024年; 近年来发生了数起换流变压器有载分接开关在档位调节过程中爆炸起火的严重事故。针对此问题,提出了一种新型分体式换流变有载分接开关的设计方案,将切换开关部分与变压器本体分离,有效避免分接开关故障影响的扩大。切换开关各触头由真空永磁开关替代且操作机构独立配置,结合内部支路配置的电流采样装置,实现切换过程的监测可控。提出了分体式同步控制逻辑和切换开关分步控制逻辑,实现了分接开关调档过程的状态监测及故障保护。样机的试验结果验证了分体式换流变压器有载分接开关方案的可行性和有效性。; 陈羽吕玮孙超方太勋卢宇杨兵; 关键词：换流变压器有载分接开关分体式切换开关

500 kV快速开关型故障限流器的罐式快速开关: 2023年; 快速开关型故障限流器是有效限制短路电流的方案之一。该研究提出一种适用于500 kV故障限流器的多断口串联罐式快速开关,该开关采用气体绝缘金属封闭式结构,断口采用真空绝缘形式。操作机构采用电磁斥力机构,开展三维有限元仿真优化有效提升斥力机构的出力效率,平均分闸速度>5m/s。对地绝缘方面,开展了断口绝缘屏蔽结构的电场仿真优化机绝缘试验,结构优化后场强最大为18k V/mm。端间绝缘方面,开展了整机的杂散电容仿真、均压效果仿真与试验验证,通过配置均压电容不均压系数限制在1.24以下。最后搭建整机样机,进行了短路开断试验,试验结果表明:罐式快速开关具备快速开断50 kA电流的能力,全开断时间小于15 ms。; 王文杰赵赢峰许元震吕玮杨兵方太勋; 关键词：快速开关电场仿真绝缘试验杂散电容

有载分接开关及其控制方法: 本申请提供有载分接开关及其控制方法。所述有载分接开关包括分接选择器和切换开关，所述分接选择器连接在变压器的调压绕组与切换开关之间，所述分接选择器包括多个分接头，通过控制选择分接头来调节所述调压绕组的电压；所述切换开关连接...; 吕玮曹冬明方太勋杨兵石巍王文杰许元震陈羽孙超; 文献传递

混合式高压直流断路器供能系统设计被引量：5: 2020年; 混合式高压直流断路器正常工作时,无法与柔性直流换流阀模组一样通过直流电容取能,也无法与交流系统如电子式互感器一样直接利用交变的系统电流电磁耦合获取能量。为此,针对500kV混合式高压直流断路器内不同部件的负载特性,提出了多目标分层次的工频隔离供能系统方案,采用对地隔离、层间隔离和阀组隔离等手段解决了混合式直流断路器正常运行和开断瞬间过电压情况下不同带电位部件的供能难题。针对最为关键的对地隔离供能变压器,首先研究了多级串联变压器暂、稳态工况下的均压特性,提出了相应均压措施,然后通过理论计算和仿真进行了供能变压器的电磁场、损耗和温升设计,最后将所提出的供能系统在500kV混合式直流断路器中进行了试验验证。试验结果表明:按照混合式直流断路器内部不同部件的负载特性进行多目标供能,可显著地降低供能变压器的总体容量要求,从而减小设备体积和研制难度;通过多级分层次的隔离,降低了单个隔离供能设备的绝缘水平,且易于实现;通过合理的暂、稳态均压措施,供能变压器可满足不均压系数小于5%,雷电冲击电压1550kV,操作冲击电压1300kV,并且内部温升不大于40K的技术指标要求。; 许元震谢晔源吕玮王文杰杨兵; 关键词：直流断路器混合式温升均压

故障限流器控制系统的设计与实现被引量：10: 2020年; 针对故障限流器高速性、高实时性的应用需求,设计并研制了一套基于嵌入式平台的故障限流器控制系统。系统采用模块化设计,硬件部分包括数据采集单元、主控单元和子模块控制单元三部分,其中主控单元中的核心控制模块采用高性能DSP和FPGA的硬件模式。软件部分包括故障识别模块、状态监测模块和逻辑控制模块,其中故障识别模块采用基于短数据窗的幅值计算方法,对控制逻辑及相关定值也进行了详细设计。通过型式试验和数模仿真试验验证,控制系统能够快速识别短路故障并控制故障限流器动作,为故障限流器的工程应用奠定基础。; 刘云飞周启文方太勋王德昌王德昌丁峰峰; 关键词：故障限流器控制系统嵌入式平台故障识别

高压直流断路器电力电子器件供能技术被引量：3: 2021年; 高压直流断路器受限于运行方式,其内部大量电力电子器件驱动板卡无法通过系统自取能工作,是高压直流断路器研制的主要难点之一。该文基于500kV高压直流断路器中电力电子器件绝缘栅双极型晶体管(IGBT)驱动板卡的负载特性,提出了对地级、层间级和组件级的分层隔离供能方法,开展了对地隔离供能变压器电磁场、机械和热的多物理场仿真研究,并对IGBT器件高电位驱动板卡的供能线圈进行了设计,通过有限元仿真模块Maxwell和电路仿真模块Simplorer搭建了供能线圈和驱动负载的仿真模型,进行了场路耦合联合仿真,最后在500 kV高压直流断路器上试验验证了所提供能技术的可行性及可靠性。结果表明:通过分层次的隔离供能,可为各层供能线圈提供稳定的输入电流,从而可靠地为电力电子器件高电位驱动板卡提供电源,不仅解决了高压直流断路器无法通过系统直接取能的难题,还能显著减小供能设备的绝缘水平要求,降低研制难度,并已在±500kV张北柔直工程中应用。采用多级串联的对地隔离变压器能够满足500 kV电压等级的绝缘要求,内部温升小于30 K,且能够满足9级烈度抗震要求。采用硅钢片工频取能的供能线圈能够满足高电位驱动板卡5 VA的负载容量要求,且结构尺寸小,易于大规模工程化应用。; 吕玮许元震曹冬明方太勋张建凯陈羽; 关键词：高压直流断路器电力电子器件场路耦合

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吕玮

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