低壓交流電源系統(tǒng)雷電電涌防護的研究.pdf

1、雷電電涌過電壓是低壓交流電源系統(tǒng)中導致用電設(shè)備故障及系統(tǒng)不能正常運行的主要原因之一。據(jù)統(tǒng)計，平均每年因雷電過電壓造成的損失占低壓系統(tǒng)中所有損失的70％左右，作為主要入侵低壓交流電源系統(tǒng)的雷電電涌過電壓，人們對它的防護工作越來越重視。
　　電涌保護器(SPD)的設(shè)計和配合問題是低壓交流電源系統(tǒng)中雷電過電壓防護的核心問題。首先必須了解電涌保護器中單個元器件的保護特性及合理的選擇方式。電涌保護器被廣泛地應用于低壓交流電源系統(tǒng)的保護電路中

2、，它的主要保護器件為壓敏電阻(MOV)和放電管(GDT)。本文運用電磁暫態(tài)分析軟件(PSCAD/EMTDC)對壓敏電阻和放電管的響應特性進行分析。先運用壓敏電阻模型對其響應進行了仿真，并將仿真波形與試驗波形進行了對比。再研究放電管的仿真模型及響應特性，同時對壓敏電阻與放電管串聯(lián)支路的電路模型分別進行了仿真分析和試驗研究，考察了這種串聯(lián)支路的保護優(yōu)越性。
　　在對單個保護元件特性進行分析之后，對整個電涌保護器電路進行了仿真研究。根據(jù)

3、行波折、反射理論，行波通過串聯(lián)電感和旁過并聯(lián)電容時，會使折射后的波形變得平緩，減小波前陡度，這對于電源設(shè)備的保護是非常有利的。通過暫態(tài)分析，對低壓交流電源系統(tǒng)幾種保護電路運用PSCAD/EMTDC軟件進行仿真計算。首先分析含兩種濾波器的保護器電路的保護效果;其次分析兩級保護電路的保護特性并通過試驗結(jié)果與仿真計算結(jié)果進行對比，驗證仿真的有效性;最后介紹了三相交流電源線路中單級保護電路和兩級保護電路的保護效果。
　　在完成了電涌保護器

4、電路的仿真研究后，接著又進行了保護器之間配合特性的研究。由于各種保護器件具有不同的保護特性，根據(jù)被保護系統(tǒng)的要求，合理的多級配合保護是非常重要的。本文對低壓系統(tǒng)中的兩級保護器的能量配合進行仿真計算，分析了級聯(lián)保護器的殘壓、保護器間的距離以及雷電電涌波形等因素對多級保護系統(tǒng)保護效果的影響。結(jié)果表明，采用“高—低”這種級聯(lián)配合方式，當連接電涌保護器的電纜長度在5～20m范圍內(nèi)時，模擬雷電電涌波無論是以差模還是共模方式侵入，保護效果都是比較理