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        深圳市奧博爾技術有限公司

        關于CT取電模式下的浪涌和脈沖群分析

        來源: 時間:2023-03-28 09:45:03 瀏覽次數:


        傳統電源模式通過變壓器(電壓互感原理)降壓整流,實現高壓交流電向低壓DC電的轉換。在降低交流電流的過程中,電壓信號始終保持50Hz的交流正弦波形信號,其次數、幅度和相位與高壓電網保持同步。交流導出電路可以開路,但不能短路。電流信號的大小和相位可能根據負載的不同而不同,電流信號可能不再是標準的正弦波信號。

        CT取電也利用電磁感應原理實現電能轉換,但它不同于傳統的變壓器電壓感應原理,它利用電流互感原理傳遞電能,與傳統的電源模式原理相關,即電壓互感器CT導出端電流信號的頻率、幅度和相位與原端電網同步(假設電壓互感器的容量是無限的,即理想的CT)。CT輸出端可以短路但不能開路。根據電源模塊負荷的不同,CT輸出端電壓信號的大小和相位變化,甚至CT輸出端電壓信號不再是標準的正弦波信號。

        如圖:為了保證CT輸出端在沒有負載或輕負載的情況下不處于等效開路狀態,需要在電源轉換模塊的輸入側安裝電流旁通調節裝置。當負載需要電能時,電流旁通調節裝置允許電流通過整流器向負載供電。當沒有負載時,CT的輸出電流類似于所有通過電流旁通調節裝置。此時,電源模塊的輸入側(即CT的輸出端)的電壓類似于零。

        可以看出,CT電源模塊的輸入是電流信號的輸入,需要保證CT的輸出側不能處于開路狀態,否則很容易對設備和人身安全造成高壓危害。電壓信號不能直接添加到電源模塊的輸入端,電流旁通調節裝置可能會給電壓信號帶來短路電路,容易對設備造成損壞。

        傳統電源模式干擾感應路徑

        由于常規源模塊的電壓信號來自電網側的相電壓或相電壓,電網側遇到的雷擊高壓信號或操作過的電壓信號會沿著降壓電路傳輸到電源模塊,直到負載電路板。因此,電源模塊和負載電子線路的防雷電壓浪涌和操作過電壓非常重要,即相應的電子電氣設備需要滿足浪涌和脈沖沖擊的要求。

        雷擊或操作過的電壓更容易產生超過常規工作電壓的高電壓信號(圖中AB相)或相地(圖中AN相)。這些信號可以通過變壓器和供電電路傳輸到整流器的輸出側。如果電路中沒有安裝保護措施,后續設備很容易損壞。因此,為了檢查設備的抗干擾性,需要在電源輸入端添加模擬測試高壓信號(添加差模信號)。

        干擾感應路徑的CT取電

        由于上述CT電源和傳統電源原理上的對偶性,在電流信號傳導過程中檢測CT電源供電的可靠性是檢測CT電源供電設備可靠性的主要因素。由于CT電源模式下不再存在傳統的雷擊和操作過電壓傳導方式,傳統的雷擊和操作過電壓幾乎不會影響CT電源模式。原因如圖:

        從圖中可以看出,當相間或相地之間產生雷擊或操作電壓時,CT的一次側是通過CT線圈的A相導線,相當于A相導線的某一點。CT的一次側電流為A相導線電流,CT的一次側電壓接近為零。理論上CT的二次側電流與一次側電流的比例滿足匝數的比值,CT的二次側電壓與一次側電壓之間或相地電壓無關??梢酝茢?,CT的二次側輸出電壓只與后端的等效阻抗和一次側電流的大小有關。因此,CT取電在抗擊雷擊過壓和操作過壓時具有安全優勢。

        由此可見,傳統的電源模塊輸入端差模增加浪涌測試信號和脈沖群信號的測試方法并不適合CT電源供電,因此該方法得到的測試結果并不具備設備的可靠性。即使是電流旁通調節裝置設計不當的取電模塊也可能更容易獲得良好的測試指標,而這種模塊在電流較大時,通常更容易在CT導出側產生類似的開路高壓,造成設備損壞。

        但目前CT取電需要在電線電流10A甚至更小的情況下正常運行,電線額定電壓往往高達600A甚至更多。當電網出現短路故障時,電線可能會流經短路和大電流。因此,有必要在短路容量條件下檢測一次側大電流時取電模塊的可靠性和取電模塊的耐受性。

        根據以上分析,在CT取電模塊設計得當的情況下,CT取電在抗擊雷擊浪涌過電壓和電作過電壓方面具有先天的理論優勢。對此類產品的檢測建議應放在安全指標上,如抗大電流沖擊、電源模塊輸入端是否存在開路風險等。

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