深圳市奥博尔技术有限公司

关于CT取电模式下的浪涌和脉冲群分析

来源: 时间:2023-11-03 09:58:06 浏览次数:


一 CT取电的原理

传统电源模式通过变压器(电压互感原理)降压并整流的方式实现高压交流电向低压直流电的转换,在交流电压下降过程中,电压信号始终保持50Hz的交流正弦波形信号,该信号的频率、幅值和相位和高压电网保持同步,交流输出回路可以开路但不可以短路,根据负载的不同电流信号的大小、相位可能不同,电流信号也可能不再是标准的正弦波信号,输出电流的波形、相位和幅值决定了输出功率的变化。

CT取电也是利用电磁感应的原理实现电能变换,但其与传统变压器电压感应原理不同,它是利用电流互感原理传递电能,和传统电源模式原理为对偶关系,即在电流互感器CT(假设电流互感器的容量无限大,即理想CT)输出端的电流信号频率、幅值和相位与原端电网保持同步,CT输出端可以短路但不可以开路,根据电源模块负载的不同,CT输出端电压信号的大小、相位保持变化,甚至CT输出端电压信号不再是标准正弦波信号,正是CT输出侧电压信号的波形、相位和幅值变化决定了其传导功率的变化。

为了保证在电源无负载或轻负载的情况下,CT输出端不会处于等效开路状态,在电源变换模块的输入侧需加装电流旁路调节装置,电流旁路调节装置在负载需要电能时,让电流流经整流器给负载供电,在无负载时,让CT的输出电流近似全部流经电流旁路调节装置,此时电源模块的输入侧(即CT的输出端)的电压近似为零。

可见,CT电源模块的输入为电流信号输入,其需保证CT的输出侧不能处于开路状态,否则容易形成高压危及设备及人身安全。电源模块输入端不可以直接加入电压信号,电流旁路调节装置有可能会给电压信号形成短路回路,容易造成设备的损坏。

二 常规电源模式的干扰感应路径

由于常规源模块的电压信号来自于电网侧的线电压或相电压,因此电网侧遭遇的雷击高压信号或操作过电压信号将沿着降压回路传导到电源模块及至负载电路板上,因此电源模块和负载电子电路的防雷击电压浪涌和操作过电压非常重要,即相应的电子电气设备需满足浪涌和脉冲群冲击的要求。

如图,雷击或操作过电压都较容易在相间(图中AB相)或相地(图中AN相)上产生超出常规工作电压高得多的高电压信号,该类信号可以通过变压器以及供电回路传导到整流器的输出侧,如果回路中没有安装防护措施,容易导致后续设备的损坏。所以为了检验设备的抗干扰能力,在电源的输入端需要加入模拟测试高压信号(差模信号加入)。

三 CT取电的干扰感应路径

由于前述CT取电与传统电源原理上的对偶性,所以检验CT取电模式供电的可靠性应该以检验CT取电设备在电流信号传导过程中的可靠性为主。由于传统的雷击与操作过电压传导途径在CT取电的模式中不再存在,所以传统的雷击与操作过电压几乎对CT取电模式不会造成影响。

由图可见,在相间或相地之间发生雷击或操作过电压的情况下,由于CT的一次侧为穿过CT线圈的A相导线,相当于A相导线的某一点,CT的一次侧电流为A相导线电流,CT的一次侧电压接近为零,理论上CT的二次侧电流与一次侧电流之比满足匝数比值,CT的二次侧电压与一次侧的相间或相地电压均无关,可以推测,CT二次侧输出电压仅与后端的等效阻抗和一次侧电流的大小有关。因此,CT取电在抗击雷击过电压和操作过电压时具有安全优势。

由此可见,传统在电源模块输入端差模加入浪涌测试信号和脉冲群信号的测试方法不适合CT取电电源供电模式,由此方法得出的测试结果不具有设备的可靠性意义。甚至可能电流旁路调节装置设计不当的取电模块反而可能更容易取得好的测试指标,而这种模块往往更容易在电流较大时在CT输出侧形成近似开路高压,导致设备的损坏。

但是,当前CT取电在导线电流10A甚至更小的情况下要求正常工作,在导线额定电流时往往又高达600A甚至更高,在电网发生短路故障时导线上可能流经短时短路大电流,所以检验一次侧大电流时取电模块的可靠性,以及短时短路电流情况下取电模块的耐受力很有必要。

由上分析,在CT取电模块设计得当的情况下,CT取电在抗击雷击浪涌过电压和电作过电压方面具有先天性的理论优势,对于该类产品的测试建议放在抵抗大电流冲击、电源模块输入端有没存在开路风险等安全性指标上来。

业务联系客服:业务1
技术技术支持
深圳奥博尔
邱经理
0755-26966156
188 2029 3983