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浪涌保护器对变压器智能组件电源端口骚扰电压的影响

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。
浪涌保护器对变压器智能组件电源端口骚扰电压的影响

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。


浪涌保护器对变压器智能组件电源端口骚扰电压的影响浪涌保护器对变压器智能组件电源端口骚扰电压的影响

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。

浪涌保护器对变压器智能组件电源端口骚扰电压的影响

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
浪涌保护器对变压器智能组件电源端口骚扰电压的影响
(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。
浪涌保护器对变压器智能组件电源端口骚扰电压的影响

二、端口骚扰电压总结

(1)不接浪涌保护器时,交流电源与直流电源共模骚扰峰值可达20kV以上,远高于IEC61000-4-5标准规定的4级浪涌(冲击)信号峰值(4 kV)。
(2)接入浪涌保护方式下,交流电源与直流电源共模骚扰可抑制在4kV以内,差模骚扰峰值可抑制在2kV以内。
中为智能防雷器浪涌保护器https://www.zvspd.com/

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