Анализ разрядной цепи генератора грозовых перенапряжений

По принципу работы моделируемого импульсный генератор используется в испытаниях на электромагнитную совместимость и генератор грозового перенапряжения в сочетании с широко используемыми в действующих стандартах испытательными сигналами 8/20 мкс и 10/700 мкс, состав и параметры компонентов разрядной цепи для моделирования различных форм сигналов импульсный генератор могут быть получены с помощью дифференциальных уравнений второго порядка и моделирования MATLAB. Эти результаты предоставляют аналитические методы и решения проблем, возникающих при испытаниях на перенапряжение.

Недавние исследования показали, что импульсный импульс приборы наблюдения, сочетающие в себе компьютеры и осциллографы, могут фиксировать параметры перенапряжения в цифровом виде. Используя программное обеспечение компьютерного моделирования и методы нелинейной аппроксимации данных, числовая информация может быть преобразована в соответствующую моделируемую информацию. импульсные сигналы. Персонал, проводящий испытания, разрабатывает генераторы импульсных перенапряжений, основанные на принципе зарядки и разрядки конденсаторов, с целью имитировать импульсы перенапряжения, генерируемые переключателями энергосистемы, или импульсы молнии. Понимание состава и структуры разрядной цепи во время процесса тестирования не только обеспечивает лучший контроль над процессом тестирования, но также позволяет сделать точные выводы и провести углубленный анализ проблем, возникших во время теста.

1. Определение формы сигнала моделируемого генератора перенапряжений.

Во-первых, давайте определим моделируемый импульсный генератор форма волны. Основываясь на одноимпульсных характеристиках, аппроксимирующих экспоненциальный рост и спад формы волны импульса молнии, Брюс Годл суммировал двойную экспоненциальную функцию формы волны тока молнии.
i（t）=I0k（e-at-e-βt）， （ 1 ）
В формуле (1) Io – величина импульса тока, КА; α – затухание перед волнами
Коэффициент; β — коэффициент затухания волнового хвоста; K — коэффициент коррекции формы сигнала.

Аналогичным образом можно представить формы импульсов напряжения.
u（t）=U0A（et/τ1-et/τ2）， （ 2 ）
В формуле (2) U0 – величина импульса напряжения, кВ; А – поправочный коэффициент;
Т1 — полупиковая постоянная времени; τ2 – постоянная времени напора. Обработка формулы (1) и формулы (2) может быть получена.

I t)/u(t) = k (E-AT-E-βt). (3)
Формула (3) называется уравнением единичной пиковой функции тока/напряжения. 8/20 мкс Значение коэффициента, соответствующее форме волны теста 10/700 мкс.

2. Генератор ударного тока 8/20 мкс. Разрядная цепь. Математический анализ.

2.1 уравнение микроделения пульсовой волны тока и его решение.

Далее мы проанализировали математический анализ разрядной цепи генератора ударного тока 8/20 мкС. Сначала рассмотрим дифференциальное уравнение пульсовой волны тока и его решение. Эквивалент схемы разряда генератора ударного тока показан на рисунке 1. Когда геометрический размер реальной схемы намного меньше длины волны рабочего сигнала, мы называем ее совокупностью схем с общими параметрами. Динамическая схема состоит из независимого источника питания, резистивного элемента и динамических компонентов, уравнение ее цепи представляет собой набор дифференциальных уравнений. Емкость, индуктивность связаны с напряжением и прохождением тока.

C -Основной электрический контейнер; R - сопротивление цепи и волновое сопротивление; L - значение распределения индуктивности и волнового сопротивления цепи.

С помощью закона Киргофа мы можем составить список взаимосвязей между цепью и преобразовать дифференциальное уравнение цепи, а затем решить уравнение свободного отклика системы. Поскольку значение конденсатора рассчитывается из C × [P1P2 (P1-P2)] как нормализованный параметр K, если необходимо получить импульсный ток для получения соответствующего значения амплитуды, напряжение зарядки конденсатора должно быть равно значению импульсного тока. . Однако это повысит уровень сопротивления зарядных конденсаторов и ускорит старение емкости. Чтобы решить эту проблему в практических приложениях, мы можем соответствующим образом увеличить емкость зарядного конденсатора за счет параллельных конденсаторов и уменьшить амплитуду зарядного напряжения. Кроме того, мы можем моделировать с помощью компонента Simulink, чтобы получить состав разрядной цепи и параметры компонентов различных волновых импульсных волн, а также обеспечить соответствие стандартным требованиям, полученным путем комбинации форм импульсных сигналов. Однако следует отметить, что эти модели созданы в идеальной среде, и при реальном проектировании схем нам также необходимо учитывать параметры распределения компонентов, такие как потери импеданса, емкость и катушки индуктивности в цепи, а также распределенные параметры. на катушке ПИРСОН. Путем точной настройки различных значений параметров компонентов мы можем достичь относительно стандартной формы сигнала.

3. Применение генератора грозового перенапряжения:

При испытаниях на перенапряжение очень важно использовать наблюдатель роящихся импульсов. Наблюдатель импульсных перенапряжений может записывать параметры роя в цифровой форме посредством взаимодействия компьютера и осциллографа. Благодаря нелинейной подгонке цифровой информации эта цифровая информация может быть преобразована в соответствующие волны моделирования. Персонал, проводящий испытания, может спроектировать генератор импульсных перенапряжений в соответствии с принципом зарядки и разрядки конденсатора, моделируя переключение энергосистемы или переходные процессы, вызванные ударами молнии, генерируемые переходными процессами. Благодаря наблюдению за пульсацией испытательный персонал может не только лучше понять процесс тестирования, но также точно оценить и провести углубленный анализ проблем в тесте.

Вывод:

(1) В соответствии с характеристиками компонентов цепи (емкостное напряжение, ток индуктивности и т. д.) закон Киргофа используется для составления списка взаимосвязей цепи, преобразования дифференциального уравнения цепи и решения уравнения свободного отклика системы.
(2) Поскольку значение емкости рассчитывается как нормализованный параметр K по значению конденсатора, чтобы получить импульсный ток с соответствующим значением амплитуды, напряжение зарядки конденсатора должно быть равно значению импульсного тока. Это повысит уровень сопротивления зарядного конденсатора и ускорит старение емкости. В практических приложениях, поскольку U0C [P1P2/(P1-P2)] является фиксированным значением, можно соответствующим образом увеличить емкость зарядного конденсатора за счет параллельных конденсаторов и уменьшить амплитуду зарядного напряжения.
(3) Посредством моделирования компонента Simulink получаются состав разрядной цепи и параметры компонентов различных волновых импульсных волн. Форма импульсного сигнала, полученная с помощью комбинации, соответствует стандартным требованиям. Однако это модель, созданная в идеальной среде. В реальном схемотехнике необходимо учитывать такие параметры распределения, как потери полного сопротивления, емкость и катушки индуктивности в цепи, распределенные параметры знаков напряжения цепи и тока цепи. Пирсон Пирсон Распределенные параметры на катушке могут быть слегка скорректированы в соответствии со значениями различных компонентов для достижения относительно стандартной формы сигнала.
(4) Посредством изучения принципа работы моделируемых волновых перенапряжений при испытаниях на электромагнитную совместимость и испытаниях генераторов грозовых перенапряжений, а также в сочетании с испытательными волнами 8/20 мкс и 10/700 мкс, обычно выполняемыми в действующих стандартах, второй - Дифференциальное уравнение порядка можно передать через второй порядок. Решение и расчетное моделирование в Matlab для получения состава и параметров компонентов различных цепей разряда генератора перенапряжений. В то же время для наблюдения и записи можно использовать наблюдения за волновыми импульсами, что позволяет лучше понять процесс испытания, точно проанализировать и решить проблемы, возникающие в ходе испытания. Применение этих методов и технологий обеспечит эффективные методы анализа и решения проблем в испытаниях на электромагнитную совместимость и испытаниях на воздействие молнии.

Метки:SG61000-5