集总等效源法在多芯屏蔽电缆电磁干扰中的应用

变电站开关操作在二次设备上产生的瞬态电磁干扰既有辐射干扰又有传导干扰,并具有分布性和随机性的特点,因此很难准确并系统地研究电缆终端设备的抗电磁干扰特性及其抑制措施。利用线缆集总等效电磁干扰源与终端负载无关的性质,提出了基于集总等效电磁干扰源的电磁干扰抑制分析方法。通过实验测量和计算得到的集总等效源可以研究在相同干扰源下线缆电磁干扰的抑制方法。应用实验室容性耦合夹,通过瞬态电磁场与电缆的耦合实验,验证了该方法在研究线缆瞬态电磁干扰抑制措施方面的有效性和准确性。基于实验室252 k V GIS真型仿真平台实验测量了隔离开关操作在四芯屏蔽电缆两端感应的干扰电压;通过计算获得了集总等效电磁干扰源;系统研究了并联电容对电磁干扰的抑制效果。并联1 n F电容,干扰电压峰峰值减小60%。一旦获得集总等效电磁干扰源,就可以研究在该次干扰激励下任意抑制措施的抑制效能及对负载响应的影响。

线缆集总等效电磁干扰源测量模型研究

复杂电磁场激励下线缆终端的响应很难通过数值计算的方法准确获得。基于场线耦合理论,提出了线缆的集总等效电磁干扰源的测量模型。根据集总等效源与终端负载无关的性质,得到这一激励下的线缆终端的集总等效源,为分析和研究相同外场激励不同终端负载下的终端响应提供了条件。利用两线架空线模型,通过理论分析验证了该模型的有效性,并研究了终端含有动态元件网络的电磁干扰问题,该模型分析结果与时域有限差分法得到的瞬态时域结果波形和幅值均一致。应用该方法获得了两线串扰问题的集总等效源,并通过计算获得了不同端部负载下的电压响应,计算结果与实验结果误差≤8%。准确地获得电磁干扰等效源,通过建立抑制元件的宽频模型,可以系统地研究抑制措施的抑制效能。

多导体传输线瞬态响应研究

针对多导体传输线瞬态响应的无源性问题,提出了基于集总等效源模型的多导体传输线瞬态响应模型.从外场激励下的多导体传输线的频域电报方程解出发,将外场在传输线上激励的分布电压源和电流源与传输线指数矩阵解耦,建立了集总等效电压源和电流源模型.为避免复杂的傅里叶反变换及卷积运算,推导了集总源模型的时域递推方程.在此基础上,采用时域有限差分法建立了端接线性负载、非线性负载和外场激励下的不等长多导体传输线瞬态响应离散递推方程.通过对无损传输线的仿真对比,验证了方法的有效性.最后,对端接线性负载、非线性负载和外场激励下的不等长多导体传输线瞬态响应进行了试验和仿真分析.