智能斷路器中EFT-B傳導(dǎo)干擾抑制技術(shù)的研究.pdf

1、隨著電力自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展與電網(wǎng)安全等級(jí)的提高，智能斷路器的作用越來(lái)越被人們所重視。以微處理器為核心的智能斷路器開(kāi)斷負(fù)載時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電快速瞬變脈沖群（Electrical Fast Transient/Burst, EFT/B）傳導(dǎo)干擾，這種干擾對(duì)智能斷路器自身的電源系統(tǒng)、微處理器及周圍環(huán)境會(huì)產(chǎn)生負(fù)面的影響。在進(jìn)行 EFT/B傳導(dǎo)干擾抑制時(shí)，由于設(shè)計(jì)階段沒(méi)有精準(zhǔn)的EFT/B干擾模型，選用的電源濾波器都是在調(diào)試階段通過(guò)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，最終獲得

2、的智能斷路器系統(tǒng)往往不是最優(yōu)設(shè)計(jì)。為此，本文對(duì)智能斷路器中 EFT/B傳導(dǎo)干擾抑制方法展開(kāi)研究，深入分析 EFT/B傳導(dǎo)干擾產(chǎn)生機(jī)理，建立 EFT/B傳導(dǎo)干擾系統(tǒng)模型，并根據(jù) EFT/B傳導(dǎo)干擾主要影響智能斷路器電源系統(tǒng)和微處理器的問(wèn)題，分別提出預(yù)測(cè)技術(shù)，進(jìn)而依據(jù)預(yù)測(cè)技術(shù)的結(jié)果選擇相應(yīng)的抑制措施。
　　通過(guò)對(duì) EFT/B傳導(dǎo)干擾機(jī)理研究，分析 EFT/B傳導(dǎo)干擾的路徑，針對(duì)典型的智能斷路器開(kāi)斷負(fù)載（空載變壓器）產(chǎn)生的EFT/B傳導(dǎo)

3、干擾，提出一種新的EFT/B傳導(dǎo)干擾源建模方法。構(gòu)建了包括斷路器觸頭、長(zhǎng)線電纜和空載變壓器的智能斷路器 EFT/B傳導(dǎo)干擾系統(tǒng)等效電路。測(cè)試斷路器觸頭的阻抗特性曲線，通過(guò)采用典型的五種電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與之?dāng)M合，確定其中最佳的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，建立了斷路器觸頭等效電路。分析了 EFT/B傳導(dǎo)干擾電壓與長(zhǎng)線電纜的長(zhǎng)度、輸出阻抗的關(guān)系，根據(jù)傳輸線理論建立了長(zhǎng)線電纜等效電路。結(jié)合空載變壓器等效電路，建立了智能斷路器開(kāi)斷空載變壓器的EFT/B傳導(dǎo)干擾系統(tǒng)模型

4、。對(duì)所建立的智能斷路器 EFT/B傳導(dǎo)干擾系統(tǒng)模型進(jìn)行仿真分析，與IEC標(biāo)準(zhǔn)的EFT/B干擾模型相比更具實(shí)用性。
　　由于 EFT/B傳導(dǎo)干擾對(duì)微處理器的影響不能直接采用插入硬件濾波器消除，只能將 EFT/B傳導(dǎo)干擾與來(lái)自有源電子電流互感器的有用信號(hào)分離，再通過(guò)軟件濾波方法進(jìn)行消除。基于自適應(yīng)消減原理，結(jié)合盲源分離算法，提出一種改進(jìn)的自適應(yīng)分離算法。該算法通過(guò)設(shè)定測(cè)度變量來(lái)衡量估計(jì)參數(shù)與最優(yōu)值間的偏差，自動(dòng)調(diào)節(jié)分離算法步長(zhǎng)。對(duì)所提

5、出自適應(yīng)分離算法進(jìn)行仿真，結(jié)果表明該算法可解決分離過(guò)程中動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度與穩(wěn)態(tài)精度的矛盾，實(shí)現(xiàn)EFT/B傳導(dǎo)干擾的有效分離。為消除自適應(yīng)分離算法分離的EFT/B傳導(dǎo)干擾，提出了一種新的改進(jìn)擴(kuò)展卡爾曼濾波算法，濾除分離后的EFT/B傳導(dǎo)干擾。改進(jìn)算法通過(guò)對(duì)估計(jì)誤差的預(yù)測(cè)方差進(jìn)行加權(quán)，有效防止濾波算法發(fā)散，其仿真結(jié)果與擴(kuò)展卡爾曼濾波算法相比，新算法抑制 EFT/B傳導(dǎo)干擾具有更加顯著的效果。
　　研究 EFT/B傳導(dǎo)干擾影響智能斷路器的供

6、電系統(tǒng)，分析了當(dāng)今智能斷路器的三種供電方式，針對(duì)智能斷路器自勵(lì)源供電系統(tǒng)抑制 EFT/B傳導(dǎo)干擾不足的問(wèn)題，提出一種基于飽和電流互感器的改進(jìn)自勵(lì)源供電系統(tǒng)方案。利用飽和電流互感器，可減小 EFT/B傳導(dǎo)干擾幅值。根據(jù)整流橋肖特基二極管的不同通斷狀態(tài)，給出了 EFT/B傳導(dǎo)干擾流經(jīng)整流橋側(cè)的共模/差模干擾電壓計(jì)算表達(dá)式，將其作為 EFT/B傳導(dǎo)干擾定量分析的依據(jù)。結(jié)合小信號(hào)建模法，建立了自勵(lì)源供電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。對(duì)自勵(lì)源供電系統(tǒng)的EFT/

7、B傳導(dǎo)干擾進(jìn)行了仿真分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明，改進(jìn)的自勵(lì)源供電系統(tǒng)比傳統(tǒng)的自勵(lì)源供電系統(tǒng)可有效抑制 EFT/B傳導(dǎo)干擾，但尚不能達(dá)到電磁兼容測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，還需加裝抑制EFT/B傳導(dǎo)干擾濾波器。
　　研究智能斷路器中 EFT/B傳導(dǎo)干擾無(wú)源抑制技術(shù)，根據(jù)抑制 EFT/B傳導(dǎo)干擾濾波器與 EFT/B傳導(dǎo)干擾源阻抗、自勵(lì)源供電系統(tǒng)負(fù)載阻抗的密切關(guān)系，提出一種抑制 EFT/B傳導(dǎo)干擾的濾波器。該濾波器包括一個(gè)差模濾波器和一組共模扼流圈，共模扼