变电站微机电源防雷滤波器的设计研究

为改善变电站微机装置运行环境,降低因雷击过电压干扰造成低压弱电设备的损坏程度。介绍了雷电波侵入微机电源系统的途径,分析了电源防雷滤波器的保护原理及其参数的选取原则,考虑成本和容量因素对参数进行了优化设计,确定了电源防雷滤波器的主电路结构及元件参数,并采用电力系统常用电磁暂态仿真软件ATPDraw对相应滤波电路进行了仿真,结果与实验室试验一致,从而证明该防雷滤波器能够有效地抑制雷电引起的电源干扰,保护后续电子设备的安全运行,可为抑制变电站微机电源干扰提供参考。     

气体放电管的浪涌冲击特性研究

气体放电管是电力、电子系统中常用的雷电浪涌防护器件,其浪涌冲击特性直接影响防护效果。利用EMTP软件建立气体放电管仿真电路模型,搭建1.2/50-8/20μs组合波发生回路进行仿真冲击,并将结果与试验数据进行对比。此外还搭建10/700-5/320μs组合波发生回路,比较分析不同浪涌脉冲作用下气体放电管的冲击放电电压和波形上升时间变化。分析结果表明:建立的气体放电管电路模型冲击放电电压和通流波形均与试验结果相接近,较好地反映了其在组合波冲击下的响应特性;气体放电管的响应受冲击电压变化率的影响较大,冲击放电电压随着冲击电压变化率的增大而增加;冲击放电电压波形上升时间则相反。气体放电管对不同雷电浪涌冲击波形的响应特性有所不同,需要在应用中更加针对性地进行分析和防护。     

基于感应加热电源的谐波治理研究

设计一种带有三相电源进线滤波器的超音频感应加热电源,重点解决感应加热电源谐波污染严重的问题,通过对有源滤波的研究,详细介绍一种改进型的电流谐波检测方法。改进后的有源滤波技术可以进一步提升滤波容量和补偿性能,使感性加热电源的谐波治理有更高的可控性和更迅速的响应性。并且阐述感应加热电源各个滤波环节的设计和参数计算,简单说明感应加热电源的拓扑结构。完成感应加热电源系统的设计和MATLAB的仿真,包括进线滤波器、三相桥式不控整流电路、逆变电源输入滤波电路、逆变电路和串联谐振负载电路,通过对电源线电流谐波治理前后的快速傅里叶分析,验证改进后电流谐波检测方法的有效性。     

基于光伏系统发电效率及升压器仿真实验探究

本文介绍了光伏发电系统DC/DC变换器中Boost升压电路的工作原理,同时详细阐述了光照强度、温度及外接RL阻值对光伏电池输出特性的影响.本文以新能源发电仿真设备为实验对象,模拟太阳能发电现场,并基于组态王软件对光伏发电系统进行仿真,通过仿真结果可以更好地观察DC/DC变换器的工作过程及光照强度、RL阻值与光伏发电效率的关系,为光伏发电系统得到最大功率追踪点提供实验支撑.     

建筑消防应急电源DC/AC变换研究

针对建筑消防应急电源系统DC/AC变换问题,对三相逆变器进行电压电流双闭环SPWM控制进行研究:采用DSPTMS320F2812控制器、DSP控制器生成SPWM脉冲信号,通过IR2130芯片作为驱动电路对三相全桥逆变电路进行电流电压闭环SWPM控制;输出的三相交流电经滤波器滤波,在负载上得到稳定的正弦波交流电。     

屋顶光伏发电系统雷击浪涌防护

屋顶式光伏发电系统应用前景广泛,对其供电可靠稳定性的要求也越来越高,因此做好屋顶光伏发电系统的雷击浪涌防护至关重要。分析了屋顶光伏发电系统雷击浪涌危害途径,利用EMTP软件搭建外部防雷系统和光伏发电系统等效电路模型,计算雷击接闪器时光伏发电系统浪涌过电压,讨论雷电流幅值、接地电阻和SPD保护模式对降低雷击浪涌危害的防护效果。分析结果表明:雷击建筑外部接闪器时,绝大部分雷电流经由引下线泄散,流经直流电缆的雷电流较小;光伏阵列和逆变器过电压随着雷击电流幅值和接地电阻的增大而增加;在直流电缆正极、负极与引下线之间均安装SPD能够取得最好的防护效果,逆变器端口电位差最小。屋顶光伏发电系统雷击浪涌防护需要良好的接地和充分的SPD防护。     

一种基于有源滤波的谐波电流火灾抑制方法

针对近年来谐波电流引起的电气火灾案例数量逐渐上升的问题,分析谐波电流引起电气火灾的原因,提出一种基于有源滤波的谐波电流电气火灾抑制方法——基于瞬时无功功率的方法检测出谐波电流,通过所设计的谐波补偿单元产生大小相等、相位相反的补偿电流,采用恒频滞环跟踪控制方法实时进行补偿,消除谐波电流,抑制由此引发的电气火灾.基于MATLAB/Simulink软件,对所提出的有源滤波方法进行仿真,验证基于有源滤波的谐波电流火灾抑制方法的有效性.     

氧化锌压敏电阻多脉冲试验与仿真

为了模拟真实雷电浪涌对氧化锌压敏电阻造成的危害,需要研究其在雷电多脉冲冲击作用下的特性。利用EMTP软件搭建8/20μs波形的多脉冲发生电路,采用IEEE压敏电阻模型进行仿真冲击,并将仿真数据与实测数据进行对比分析。发现IEEE模型较好反映了压敏电阻在雷电多脉冲冲击下的响应特性。同时利用多脉冲与单次脉冲作用下的氧化锌压敏电阻失效统计数据,根据威布尔分布拟合累积失效概率函数,计算压敏电阻冲击电流平均寿命。计算结果表明:多脉冲作用下,压敏电阻平均寿命远低于单次脉冲作用。需要进一步探究多脉冲作用下压敏电阻的失效机理。     

低压配电系统电涌保护器保护模式研究

为了有效利用电涌保护器对低压配电系统进行雷电过电压防护,需要对电涌保护器保护模式进行研究。利用EMTP软件搭建1.2/50-8/20μs组合波和0.5μs-100k Hz标准振荡波发生电路,同时采用IEEE氧化锌压敏电阻模型进行仿真冲击。分析TN-C-S配电系统中不同电涌保护器保护模式的防护效果。最后讨论电涌保护器接地电阻阻值对线间电位差影响。仿真结果表明:仅在L线与N线或L线与PE线间安装SPD,不能够有效保护负载设备;在L线与N线、N线与PE线间安装SPD或三线间均安装SPD时,防护效果较好,但前种方式下零地电位差过高;当电涌保护器接地电阻阻值增加时,线间电位差显著增大,防护效果下降。需要尽量降低接地电阻阻值以尽可能抑制线路过电压。     

全自动冲击电流测量控制系统

介绍了一种单片微机、工业控制计算机进行数据和波形管理的冲击电流发生器。采用由工控机、PLC、单片机、存储示波器和打印机等构成的全自动化测量系统。此系统可以产生 8/ 2 0、 4/ 1 0、 1 0 / 1 0 0 0等多种不同波形、幅值可调的冲击电流 ,可以任意设置放电电压 ,自动进行试品切换。采用了 Windows环境下的 VB语言开发专用软件 ,不仅可以在线显示示波图、记录峰值电压、放电电流和放电次数 ,还可以实时显示设备板面的工作状态等。电源部分配置了浪涌吸收装置 ,用来抑制电源回路中尖峰脉冲的干扰 ;测量部分采用了双电磁屏蔽 ,其电磁兼容性满足IEC及国家标准。     

适用于户用直流微网的三端口DC/DC变换器拓扑研究

为解决分布式电源的间歇性,微网被广泛研究和应用。相较于交流微网,直流微网结构简单,有利于提高电网的运行水平。在直流微网中,分布式电源、储能系统和负载往往都通过独立DC/DC接入直流母线。为使直流微网的结构更加紧凑、简单,提出一种适用于户用三端口零电流反激式DC/DC变换器,可以有效地实现不同电压等级端口之间的能量互通。通过拓扑分析和仿真研究,验证拓扑的合理性和有效性,其能够降低开关管关断时两端电压幅值,同时实现开关管的零电流开关,从而降低开关管的开关损耗,提高直流微网的可靠性。     

串行通信中RS422接口浪涌保护器的设计与研究

针对串行通讯中RS422接口耐受电压水平低、容易受到雷电电磁脉冲等干扰,提出了一种RS422接口特定的浪涌防护的方案。首先结合RS422接口设备电性能以及相关的信号浪涌设计规范,设计出合理的浪涌保护电路形式,其次通过理论计算和综合分析来确定各元器件的参数,最后通过相应的规范标准对所设计的电路进行测试来验证该电路所达到的预期效果。     

屋顶太阳能光伏系统的SPD防护模式分析

做好屋顶太阳能光伏系统的雷击浪涌过电压防护对于确保其长期稳定运行十分重要。利用PSCAD软件搭建屋顶光伏系统电路模型,计算建筑外部防雷系统遭受雷击时光伏阵列边框和逆变器直流侧浪涌过电压,分析了不同雷电流波形下SPD的防护效果,讨论不同SPD保护模式的优劣。分析结果表明：未安装SPD时,即使与建筑外部防雷系统进行了等电位联结,遭受雷击后光伏阵列边框和逆变器直流侧仍会出现较高幅值过电压,且雷电流波头时间越短,过电压幅值越高;安装SPD后,雷击浪涌过电压能够得到有效遏制,保护设备免遭损坏。综合考虑不同SPD保护模式的保护效果与能量分配,推荐在直流线缆正极、负极、引下线三者之间均安装SPD,以实现对内部电气电子设备的精密防护。     

浪涌抑制技术研究

频谱分析表明,标准测试浪涌波的能量主要分布在低频部分,但其高频部分的能量也是不容忽视的。为了进行可靠的浪涌保护以及满足电磁兼容的要求,将压敏电阻与电磁干扰滤波器结合起来进行浪涌抑制。从不同时间常数(Tf)的滤波器与压敏电阻(压敏电压波形周期为T)配合的仿真效果分析,可以看出,滤波器时间常数越大,滤波电路电容电压就越低。在Tf=2T、4T、6T时,电容端振荡峰值电压分别为949 V、533 V、306V。实验验证表明,该组合式浪涌抑制器具有较好的抑制效果。     

直流微网中平行DC/DC变换器的控制

提出以多墙体光伏为研究对象的光伏直流微网系统。将在逆变器并联控制中广泛使用的下垂控制策略应用到平行DC/DC变换器的控制中,与电压、电流环构成三闭环控制,从而抑制平行DC/DC变换器之间的环流。通过Simulink仿真分析,该方法能够实现直流母线电压的稳定及有效抑制各平行DC/DC变换器之间的环流。最后,在实验室搭建实验平台,验证该控制策略的可行性。     

线路电感对两级SPD配合影响的研究

针对实际工作中多级SPD(MOV型浪涌保护器)配合失效的问题,通过建立两级SPD模型,利用雷电波的波长远大于SPD与被保护设备之间的线路阻抗的特点,提出用π型等值电路来代替线路的阻抗,用电路法代替行波法来分析被保护设备两端电压震荡的情况。运用ATP-EMPT软件对两级SPD模型进行仿真,进而说明线路电感对SPD配合的影响。仿真实验表明:当线路电感很小时,两级SPD残压出现了明显的震荡,当线路电感很大时,次级SPD分配的电流过小。对于外加冲击电流不大于10kA的两级SPD电路,线路电感为6~10uH能很好的实现能量配合,从而有效的保护电子设备。     

基于电磁暂态仿真软件雷电过电压仿真误差研究

电磁暂态仿真软件(ATP-EMTP)是电力系统用于雷电暂态过电压仿真的主要软件,主要运用于电力系统的初步防雷保护设计以及对现有防雷措施进行改造研究。仿真结果的精确性直接关系到整个防雷保护设计以及改造的成效,因此对仿真软件的精确性研究至关重要。主要采用目前雷击输电线路仿真电路模型,对雷电流模型输出以及雷击点电流进行检测,同时对比计算出雷电流模型设置参数为3kA以及雷击点作用电流3kA两种情况下四点过电压的误差率。仿真实验结果得出了雷电流电源模型与实际作用电流的误差率,同时得到该雷电流误差率导致的各点过电压误差率。通过对仿真软件误差研究,不仅为提高雷电过电压仿真精确性提供了相应的参考意义,同时保证了电力系统的耐雷水平,降低了雷击跳闸率,提高电力系统的供电可靠性。     

射频电路EMI抑制和EMC

目前,射频电路的信号传输速度,呈现出快速增长的趋势,加之信号频率的范围不断扩大,其中的EMI问题更加明显。对此,本文将分析射频电路EMI抑制的需求,同时从不同的角度入手,探究射频电路EMI抑制和EMC的实践,进而为相关人员提供参考。     

小功率开关电源设计及关键技术研究

开关电源作为新型高效电源,在现代社会发挥了越来越大的作用。本文探讨了开关电源的工作原理,完成了开关电源中各个关键部分的设计,包括拓扑结构、EMI滤波器、高频变压器、控制电路、输出滤波电路等,并在此基础上完成了基于TOP234Y的开关电源整体电路设计。在完成设计的基础上,进行了电路仿真,最终的仿真结果表明所设计的电路达到预期效果,各项指标满足要求。     

多路并网光伏发电系统的设计及其有效性分析

并网光伏发电系统是光伏发电的主要实现形式,通过对多路并网光伏系统进行分析和研究,通过一个Boost DC/DC电路和同一个逆变器将所有光伏阵列进行并联,最后实现并网。通过对各元件的参数进行选取,确定控制的策略。占空比通过前级Boost斩波电路进行调节,改变光伏阵列的输出电压,对最大功率点进行跟踪。采用电压外环和电流内环的双环控制方法进行进行后级逆变电路,逆变器直流侧电容电压的稳定性受电压外环控制,并给出内环电流参考值的幅值。逆变器输出电流受电流内环控制,并将输出值作为参考值以实现并网。各路光伏阵列的最大功率点跟踪具有相互独立的优势,没有出现干扰,有效地提高了效率。最后用Matlab/Simulink进行了仿真,分析其有效性。