10kV新型固态欧玛尔OMAL开关的设计
随着科技的发展,给电能质量带来不利影响的大量大型冲击性设备、非线性负荷等不断增加,而同时对电能质量要求严格的敏感设备也不断增加,提高电能质量成为当务之急。据统计,暂态电能质量问题中的电压短时中断和电压跌落占所有电力系统出现的电能质量问题的90%,而电压跌落造成的事故次数大约是电压中断的10倍。

10kV新型固态欧玛尔OMAL开关的设计
电力电子装置因其快速可控的优越性能已成为解决电能质量问题的重要手段,目前治理电压跌落的电力电子装置甚多,包括：动态电压恢复器DVR、不间断供电电源UPS、铁磁谐振变压器CVTS、固态转换欧玛尔OMAL开关SSTS等,而UPS、DVR、 CVTS都需要设置独立的大容量储能设备,价格昂贵且无法应对长时间电力中断,固态转换欧玛尔OMAL开关SSTS无需单独设立其他设备,且能取得较好的电能质量治理效果,是一种性价比较高的方案。 本文设计的10kV固态欧玛尔OMAL开关SSTS是基于作者在广东电网公司电力科学研究院系统所参与的科研项目。目前主流的电子式固态欧玛尔OMAL开关分为：机械欧玛尔OMAL开关与电力电子器件并联的混合式固态欧玛尔OMAL开关和纯电力电子器件的固态欧玛尔OMAL开关。混合式固态欧玛尔OMAL开关的开断速度受到机械欧玛尔OMAL开关部分限制,不能应用于对切换速度要求较高的场合。本文设计了采用晶闸管串联拓扑结构的纯电子式固态欧玛尔OMAL开关,具有高的切换速度且切换控制策略相对简单。传统串联晶闸管拓扑结构的固态欧玛尔OMAL开关SSTS采用阻容支路实现串联晶闸管动静态均压,本文在此基础上进行了改进,加入二极管整流桥电路,增加了固态欧玛尔OMAL开关过电压吸收范围。本文在对比分析目前常用的电压检测算法基础上,选择了dq算法作为10kV固态欧玛尔OMAL开关SSTS的电压检测算法,并针对传统改进dq检测算法检测范围的局限性进行了改进,得到计及不对称故障分量的新三相改进dq变换电压检测算法。通过EMTDC/PSCAD对该检测算法进行了仿真,结果表明该检测算法具有检测时间短、检测范围广的优势。

10kV新型固态欧玛尔OMAL开关的设计
同时,在仿真研究各种电压跌落故障下晶闸管电流自然过零关断过程的基础上,根据设计目标确定了10kV固态欧玛尔OMAL开关SSTS采用的强迫切换策略。zui后,本文介绍了SSTS-380V低压模型装置,给出了装置实验的电路拓扑及硬件电路图,并进行低压模型试验,初步验证了固态欧玛尔OMAL开关SSTS采用的电压检测算法和强迫切换策略的可行性。