冲击电压发生器简化放电回路的研讨

国内外有关的教科书对冲击电压发生器放电回路的分析方法,可以说是大同小异的。为了简要的阐明参数与所产生的波形的关系,一般都重点讲述两阶的阻容放电回路,有的最后简化为一阶的阻容电路,并推导出计算波前时间和半峰值时间的工程估算式如下:波前时间T_f≈3.24·R_f(C_1C_2)/(C_1+C_2) (1)半峰值时间T_1≈0.69(R_f+R_1)(C_1+C_2) (2) 上两式中,R_f为决定波前时间的电阻,R_(?)为放电电阻,C_1为发生器的冲击电容,C_2为试品和其它负荷性电容。参见电路图1(但令L=0)。     

变压器的电容计算及起始电压分布的确定

随着变压器容量和电压等级的提高,线卷在冲击电压作用下的绝缘强度问题,具有重要的意义。线卷的冲击绝缘强度,主要由波过程的起始电压分布决定。计算线卷的起始电压分布,可以检查线卷绝缘的可靠性,确定所采用的内部保护装置是否合理。因此,起始电压分布的计算,已开始列入高压变压器的设计计算内容之一。当入射波为矩形波时,变压器线卷的等值电路是一个纯电容的复杂链形电路,起始     

ZnO压敏电阻组合波回路输出的仿真

为了仿真分析压敏电阻对组合波短路电流波形参数的影响规律,采用了三折线法了建立了压敏电阻的仿真物理模型,在组合波未加任何负载时,短路电流的波前时间、半峰值时间、反极性震荡以及虚拟电阻分别为7.67μs、21.59μs、12.48%和2.07Ω。加入压敏电阻负载的仿真研究得出:对于压敏电压U1mA为18V的压敏电阻负载,当储能电容上电压从200V变化到15kV时,组合波短路电流波的波前时间由7.35μs变化到7.67μs,变化率为4.35%,半峰值时间由21.16μs变化到21.66μs,变化率为2.36%;虚拟阻抗由2.48Ω变化到1.999Ω,变化率为19.40%。而对于压敏电压U1mA为330V的压敏电阻负载,当储能电容上的充电电压从1000V变化到15kV时,组合波8/20μs短路电流波的波前时间由5.79μs变化到7.5625μs,变化率为30.6%,组合波8/20μs短路电流波的半峰值时间由18.1μs变化到21.43μs,变化率为18.4%,虚拟阻抗由6.434Ω变化到2.16Ω,变化率达66.4%。研究结果对压敏电阻的特性研究和组合波电路的设计提供了理论依据。     

振荡型冲击电压在现场GIS耐压试验中的应用

为便于振荡冲击电压的现场应用,仿真研究冲击电压发生器电路参数对振荡型冲击电压波形的影响规律,通过试验前仿真计算指导现场冲击电压试验。研究发现调波电感对振荡型冲击电压波头时间有明显影响,电感越小,波头时间越短,同时效率越高。按照仿真所得电路参数获得现场振荡冲击电压波形,并成功应用于现场GIS冲击耐压试验中。     

振荡雷电冲击电压波形参数分析

为提高气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)可靠性,现场冲击耐压试验至关重要,近年来,振荡雷电冲击电压是该试验常用电压波形。考虑到冲击电压波形随发生器参数及负载变化,它们之间的关系需要从理论上认识清楚。文中根据放电等效电路,建立关于输出电压的三阶微分方程,解得振荡雷电冲击电压及其包络线的时域表达,提取各波形参数,研究它们与负载电容、回路电阻、调波电感之间的关系。结果表明,振荡频率和波头时间由电感和回路电容决定;半峰值时间受波头电阻、波尾电阻和负载电容共同影响;发生器效率随负载电容的增大而急剧下降。当冲击电压发生器参数设计合适时,即使负载电容在大范围内变化,输出振荡冲击电压波形也总能满足标准要求。研究成果对GIS现场冲击耐压试验中电压波形的调节具有很好的指导作用。     

耦合方式对浪涌保护器组合波输出波形特性影响的研究

笔者建立了压敏电阻的仿真模型以及组合波耦合网络的MATLAB仿真电路,研究了电容耦合和压敏电阻耦合方式对组合波短路电流波形参数的影响规律。耦合电容的加入使组合波短路电流的波前时间和半峰值时间减小,回路虚拟阻抗增加,且随着耦合网络的耦合电容容量的增加,短路电流波的波前时间和半峰值时间增加,虚拟阻抗减小;压敏电阻耦合对组合波短路电流的影响规律和电容耦合相同,对于同一规格压敏电阻,随着电容上充电电压的增加,短路电流波的波前时间和半峰值时间增加,虚拟阻抗减小。在电容上充电电压相同情况下,随着压敏电阻通过直流1 mA时的电压U1mA的增加短路电流波的波前时间和半峰值时间显著减小,而虚拟阻抗则显著增加。     

220 kV输电线路现场冲击试验暂态特性分析*

输电线路的雷击暂态特性对防雷工作具有重要指导意义,由于杆塔的尺寸大,对其进行试验的难度较高,因此目前对输电线路的雷击暂态研究主要为仿真计算,对真型线路的冲击试验研究较少.为此对220 kV线路进行了现场冲击试验,测量了注流塔和相邻塔的冲击响应,得到冲击电流下线路的电流分布及塔身的电压响应.结果表明:塔身电压主要取决于杆塔接地阻抗;杆塔不同部位的电流波形不同,流入接地装置电流的波头时间最短,流入地线电流的波头时间最长;地线的数量会对分流结果产生明显影响,当地线数量由1根变为2根时,试验得到注流塔的地线分流比由34％变为42％.     

组合波发生器的设计

为了对气体绝缘变电站站(GIS)二次电子设备进行冲击电压抗扰度试验。按照IEC610000-4-5/GB17626.5的要求,应用MULTISIM仿真组合波发生器回路中各元件的参数值。用拉普拉斯变换用MATLAB求解二阶电路微分方程验证了得到的各元件参数。研制了一台以三电极场畸变开关作为主控开关的组合波发生器。实验结果表明设计的组合波发生器输出的开路电压波和短路电流波符合IEC/GB的要求,可以作为冲击电压抗扰度试验的模拟信号发生器。     

基于DSP和LabVIEW的浪涌保护器抗扰度测试系统

提出了一种基于DSP和LabVIEW的浪涌保护器抗扰度测试系统的设计方案.系统的下位机以DSP为核心,通过直流高压电源、组合波发生器、冲击测试电路等实现对SPD冲击电压信号和电流信号采集,并通过USB总线将数据传送至上位机进行处理;上位机管理系统以LabVIEW为开发平台,结合小波分析技术,利用LabVIEW图形显示功...     

5400kV大型冲击电压发生器的波形调整

本文主要介绍如何从减小冲击电压发生器内电感入手,进行标准雷电波的调整,并介绍操作波调波的结果。一、电杂散参数测量及主回路选择5400kV冲击电压发生器具有较大杂散电容和电感,由于没有专门的波头电容器,杂散电容就成了主要的负荷电容。而杂散电感不仅决定过冲的大小,而且对波前时间也有重要影响,成为能否产生标准雷电波的决定性因素。因此,必须对冲击波发生系统的杂散电容和电感进行测量,并由此决定主回路布置方案。     

低压配电系统中浪涌保护器配合机理

利用波过程理论和集中参数电路方法,研究了浪涌保护器(SPD)的配合机理问题。在利用波过程理论研究SPD的导通次序时,考虑了负荷对SPD导通次序的影响,给出了多种配合情况下SPD导通次序的判断公式。通过建立两级SPD配合的集中参数电路方程,分析了不同的导通次序对各级SPD分流浪涌电流的影响,并给出了SPD通流分配计算公式。给出了不同SPD导通次序下的SPD配合框图,进一步解释了SPD间的配合机理。文中对不同线路参数的SPD配合电路进行ATP-EMTP软件仿真,研究了线路参数对SPD配合结果的影响。     

电涌保护器应用中几个问题的探讨

探讨了电涌保护器（SPD）应用中的4个颇有争议的问题，这就是SPD的响应时间、多级SPD的动作顺序、不同波形中冲击电流的等效变换以及SPD的残压与冲击电流峰值的关系。最后说明了SPD应用中各电压之间的相互关系。     

Effective Protection Distances of Low-Voltage SPD With Different Voltage Protection Levels

If surge protection devices (SPDs) are installed without consideration of the concept of lightning protection zones, the equipment to be protected might be damaged despite the correct energy coordination of SPDs. This damage is induced by the reflection phenomena on the cable connecting an external SPD and the load protected. These reflection phenomena depend on the characteristics of the output of the external SPD, the input of the loads, and the cables between the load and the external SPD. Therefore, the SPD has an effective protection distance under the condition of the specific load and the specific voltage protection level of SPD. In this paper, the equipment with different load characteristics and SPDs with different voltage protection levels are analyzed combinatorially under the operation of the surge combination wave. The influence of voltage protection level on the effective protection distance is discussed. Moreover, the effective protection distance of the SPD with the same parameter in a different voltage protection level is also analyzed in detail. The analyzed results show that the effective protection distance would be very long if the impedance of equipment is close to or smaller than the characteristic impedance of the connecting cable.     

电磁瞬态多级防护技术研究

对电磁瞬态 (电涌 )的器件防护技术进行了研究。根据电涌多级防护的基本要求 ,利用电路波过程理论 ,推导了两级防护电路的电压和电流波的计算公式。在此基础上 ,对两级防护的动态特性进行计算分析。最后采用 EMTP软件对多级防护的实例进行仿真     

线路电阻对SPD配合的影响分析

为了准确分析用于低压配电系统过电压防护的多级浪涌保护器(SPD)的配合问题,通过建立SPD配合电路的拉氏运算方程,求解并分析线路电压降的解析解,理论研究了线路电阻对低压系统SPD配合的影响,指出忽略线路电阻将使通过后级SPD的电流被夸大,造成配合分析的不准确。理论分析表明,在前级SPD的残压一定的情况下,2级SPD间的电压差主要由后级SPD的V-I特性曲线、线路电感和线路电阻共同决定。通过对多种线路模型的SPD配合进行仿真计算,验证了理论分析的正确性。     

高频椭圆振动切削加工用超声电源的研制

介绍了一种单片机控制高频椭圆振动切削加工用超声电源的设计,其工作频率为20 kHz～1 MHz。该超声电源采用基于直接数字频率合成(DDS)技术设计信号源,信号频率和相位连续可调,波谱纯净,分辨率高,可同时输出双路具有死角调整控制功能的方波互补信号和幅值可调的正弦信号。功率输出级采用全桥开关型放大电路,增加了驱动缓冲级,实现高频大功率输出。电源具有自动寻找工作点和自动频率跟踪功能,可满足高频椭圆振动加工应用的需要。     

助航灯光系统中恒流调光器的研究*

恒流调光器是机场助航灯光系统调整不同灯光亮度的设备,针对传统调光器存在输出纹波大、成本较高的问题提出了一种新型的恒流调光器,该恒流调光器在逆变部分采用直-直变换器模式,使得恒流调光器输出电流为恒定直流,这样在满足调光器负载供电要求的情况下减少传统调光系统后端电路所需要的成本。控制方法上,根据逆变电路在直-直变换器模式下的解,采用瞬时无功功率理论结合电压电流双环控制,可将输出电流的纹波从2%降到1%。并在MATLAB/SIMULINK中进行了仿真验证,仿真结果表明,此新型恒流调光器输出电流纹波仅为1%,且交流侧电流谐波含量低,THD值仅为2.7%。     

改善单相矩阵变换器失真的电路仿真

通过对单相矩阵变换器原理图进行分析得到输出失真波形,进一步总结出波形失真的原因,提出改进思路及改进电路图,通过MATLAB仿真得到变换器理想的输出波形,并总结出该变换器具有输出频率连续可调、输入输出电流接近正弦波等优点,具有广阔的应用前景.     

Evaluation of the effective protection distance of low-voltage SPD to equipment

Installing surge protection devices for a low-voltage power supply is important to ensure the survival of electric or electronic devices and systems. Sometimes one group of surge protective devices (SPDs) installed on the distribution board is expected to protect all equipment supplied power by this distribution board. This equipment is connected to the distribution board by cables with different lengths, the influence of the cable length between the SPD and protected equipment on protective effects of SPD was discussed. The reflection and oscillation phenomena of the transient voltage caused by the connecting cables were analyzed, which would affect the protective effects of SPDs. These phenomena depend on the characteristics of the SPDs, the properties of the protected loads, and the length of the connecting cable. Five different types of loads and three different cable lengths have been simulated by electromagnetic transient analysis software, and their respective transient voltages across the SPD and the load were discussed in detail. The effective protection distances of SPD to equipment were analyzed for different types of loads.     

一种新颖的Buck-PFC变换器研究

提出了一种新型高功率因数降压变换器的拓扑结构,分析了变换器工作在主储能电感电流连续(CLCM)和高频滤波电容电压断续状态(DCVM)时实现PFC的机理,推导出了保证电路实现功率因数接近1的公式.在主储能电感续流回路中串入一并联谐振回路,既改善了传统降压变换器功率因数校正电路中输入电流波形畸变的问题,又有效平滑了输出直流脉动电压的波形.该变换器的拓扑结构简单,控制方便,仿真和试验结果都证明了该方法的正确性.