浪涌保护器对变压器智能组件电源端口骚扰电压的影响

2021-11-26 · 阅读257

浪涌保护器对变压器智能组件电源端口骚扰电压的影响有多大呢，本针对不接浪涌保护器和接入浪涌保护器的测试结果来分析：

一、测量内容

1、端口骚扰电压

      智能组件柜内接线情况如图6所示，智能组件由智能电子装置(intelligent electronic device, IED)集合组成，由两类方式进行供电: (1)220 V交流电源;(2)110 V直流电源。通过两类方式进行通讯:(1)4~20mA模拟信号; (2)485 数字信号。交流电源浪涌保护器接在柜内接地铜排和两根电源线上,其参数为:(1)最大持续运行电压U: 385 V; (2)标称放电电流In: 20 kA; (3)最大放电电流Imax: 40 kA; (4)保护水平(LN~PE)Up: 1 800 V。相类似，直流电源浪涌保护器接在柜内接地铜排和两根电源线上，其参数为: (1)最大持续运行电压Uc: 330 V; (2)标称放电电流In: 10kA; (3)最大放电电流Imax: 20 kA;(4)保护水平(+/-~ PE)Up: 1200V。文中分别在接入浪涌保护器和不接浪涌保护器两种方式下，对电源端口骚扰电压进行测量，主要包括: (1)IED 交流电源共模骚扰，火线与接地铜排(M3与M)电压; (2)IED交流电源差模骚扰，即火线与零线(M3与M4)电压;(3)IED直流电源共模骚扰，即正极性电源线与接地铜排(M1与Mo)电压; (4)IED 直流电源差模骚扰，即正极性电源线与负极性电源线(M1与M2)电压。

2、测量结果及分析

2.1浪涌保护器对变压器智能组件电源端口骚扰电压的影响

1)交流电源共模骚扰

(1)不接浪涌保护器
      不接浪涌保护器时，高压绕组入50%雷电全波和截波冲击下交流电源共模骚扰波形分别见图10和图11，相应参数如表3所示，骚扰电压峰值分别为10.5kV和12.6kV,主频带分别在2.5 MHz和3.5MHz以内。由于整个回路为线性系统，可知在100%雷电全波和雷电截波冲击下，交流电源共模幅值可达20kV以上，远高于IEC61000-4-5浪涌(冲击)抗扰度4级试验标准11。

chopped lightning impulse(without SPD) 表 3 交流电源共模骚扰统计
冲击形式 冲击系数 骚扰峰值/kV 主频带
全波 50% 10.5 2.5 MHz 以内
截波 50% 12.6 3.5 MHz 以内

(2)接入浪涌保护器
      接入浪涌保护器后，高压绕组入50%雷电全波和雷电截波冲击下的交流电源共模骚扰时域波形如图12所示，其骚扰峰值可分别抑制在3160V和3480V。表4为不同冲击方式下交流电源共模骚扰幅值汇总表，由其可见，100%雷电全波和100%雷电截波下的骚扰峰值最高，分别为3 720V和3880V,均在4000V以内。

表 4 不同冲击方式下交流电源共模骚扰统计
入波绕组 冲击形式 冲击系数 电压峰值/V
低压绕组
全波
50% 1 190
100% 1 770
截波
50% 1 290
100% 1 910
高压绕组
全波
50% 3 160
100% 3 720
截波
50% 3 480
100% 3 880

2)直流电源共模骚扰

(1)不接浪涌保护器
      不接浪涌保护器时，高压绕组入50%雷电全波和截波冲击下直流电源共模骚扰波形分别如图13和图14所示，相应参数见表5,骚扰峰值分别为9.3kV和11.3kV，主频带分别在2.5 MHz和3.5 MHz以内。由于整个试验回路为线性系统，可知在100%雷电全波和雷电截波冲击下，直流电源共模幅值可达20kV以上，远高于IEC61000-4-5浪涌(冲击)抗扰度4级试验标准

(2)接入浪涌保护器
      接入浪涌保护器后，高压绕组入50%雷电全波和雷电截波冲击下的直流电源共模骚扰时域波形如图15所示，其骚扰峰值可分别抑制到2240V和2560V。表6为不同冲击方式下直流电源共模骚扰汇总表，由其可见，100%雷电全波和100%雷电截波下的骚扰峰值最高，分别为3460V和3620V,均在4000V以内。

3)交流电源差模骚扰

      图16为高压绕组入50%雷电全波和雷电截波冲击下的交流电源差模骚扰时域波形(接入浪涌保护器)，其峰值分别为716V和540V。表7为不同冲击方式下交流电源差模骚扰汇总表，由其可见，100%雷电全波下骚扰峰值最高，为1923 V。

4)直流电源差模骚扰

      图17为高压绕组入50%雷电全波和雷电截波冲击下的直流电源差模骚扰时域波形(接入浪涌保护器)，其峰值分别为520V和588V。表8为不同冲击方式下直流电源差模骚扰汇总表，由其可见，100%雷电全波骚扰峰值最高，为1720 V。