【摘要】：智能高壓設(shè)備是智能變電站的基本單元,具有測(cè)量數(shù)字化、控制網(wǎng)絡(luò)化、狀態(tài)可視化、功能一體化和信息互動(dòng)化等技術(shù)特征的高壓設(shè)備,由高壓設(shè)備本體、傳感器和智能組件組成。智能變電站智能組件需就近布置在智能高壓設(shè)備宿主設(shè)備附近,這對(duì)智能組件的安全可靠運(yùn)行提出了更為嚴(yán)格的要求。智能組件的可靠性直接影響著智能高壓設(shè)備的安全運(yùn)行,變電站中的暫態(tài)地電位升高等電磁騷擾對(duì)智能組件的影響尤其明顯。變壓器是變電站中最為關(guān)鍵的設(shè)備,其智能組件部分在諸如雷電沖擊、開關(guān)操作過程中出現(xiàn)故障的幾率較高,既有部分IED功能的瞬時(shí)失效,也有電氣接口乃至電路板內(nèi)部的擊穿損壞現(xiàn)象,顯現(xiàn)出目前智能組件在與宿主設(shè)備一體化設(shè)計(jì)的過程中過電壓防護(hù)措施的缺失。而且,變壓器智能組件需隨變壓器本體開展型式試驗(yàn),通過在多個(gè)變壓器廠實(shí)驗(yàn)站的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè),發(fā)現(xiàn)在試驗(yàn)中智能組件的損壞主要集中于供電電源的損壞。因此本文集中討論智能組件供電開關(guān)電源的電磁騷擾問題。開關(guān)電源中半導(dǎo)體器件的開關(guān)動(dòng)作時(shí)會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的電磁干擾,其會(huì)通過電網(wǎng)傳導(dǎo)至電磁噪聲敏感設(shè)備,妨礙其正常運(yùn)行;另一方面,由于智能組件需同變壓器本體一同開展型式試驗(yàn),雷電全波和截波沖擊試驗(yàn)產(chǎn)生的暫態(tài)地電位升高同樣會(huì)威脅智能組件直流供電電源的安全運(yùn)行。因此,本文主要從電磁干擾的時(shí)頻特性、傳播路徑、抑制方法等方面開展研究,揭示智能組件直流供電電源的電磁干擾機(jī)理并提出相應(yīng)的防護(hù)措施。本文主要工作如下:(1)考慮到傳統(tǒng)的方法中僅將開關(guān)電源作為具有一定輸入、輸出特性的宏模型難以精細(xì)分析開關(guān)電源內(nèi)部的電磁干擾,因此本文基于反激式開關(guān)電源的工作原理,通過開關(guān)管、二極管、濾波電容等元器件和控制芯片的選型和反饋回路、控制回路、緩沖電路的設(shè)計(jì),制作完成了一款反激式開關(guān)電源,通過帶載運(yùn)行,驗(yàn)證了其功能的正確性。(2)采用電磁場(chǎng)仿真和實(shí)驗(yàn)測(cè)試的手段,建立了反激式開關(guān)電源中有源元件和無源元件的高頻模型,基于Pspice建立了開關(guān)電源的完整仿真電路。基于此模型,對(duì)開關(guān)電源產(chǎn)生電磁騷擾的時(shí)頻特性進(jìn)行了分析。最后針對(duì)電磁干擾產(chǎn)生機(jī)理和傳播路徑提出了相應(yīng)的抑制措施,仿真驗(yàn)證抑制措施的有效性。(3)通過建立高壓實(shí)驗(yàn)大廳暫態(tài)地電位升對(duì)開關(guān)電源的電磁干擾的仿真計(jì)算模型,進(jìn)行了暫態(tài)地電位升高造成開關(guān)電源損壞的機(jī)理分析,揭示了試驗(yàn)中電源內(nèi)部整流二極管極易損壞的原因。在上述分析的基礎(chǔ)上,提出有效的防護(hù)措施,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了防護(hù)措施的有效性。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM41;TN86
【圖文】：

反激式開關(guān)電源原理圖

光耦接線圖

MosFET觸發(fā)電路

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本文編號(hào)：2762236