励磁电流负反馈对双凸极电机调压性能的影响
1引言
双凸极电机是近几年来电工科学领域继开关磁阻电机之后又一全新的研究方向，电励磁双凸极发电机较永磁双凸极电机由于采用励磁绕组取代永磁体励磁，就可以通过调节励磁电流的大小来实现调压，不需要可控功率变换器和位置检测装置，从而结构非常简单，可靠性更高，成本更低。但电励磁双凸极发电机要发出直流电就必须外接三相整流桥，并且输出端需要加一个大的滤波电容，这样使得整个发电系统的时间常数很大。传统的调压器仅仅引入输出电压与给定值相比较后的值经PI调节作为励磁回路开关管的驱动，这样输出电压的稳态性能往往不能满足要求。本文以一台12/8极，28.5V 直流输出的电励磁双凸极发电机为研究对象，采用在传统调压器的基础上引入励磁电流负反馈的方法来改善发电机的稳态性能[1]。
2 电励磁双凸极发电机的发电原理
2.1 电励磁双凸极发电机系统的构成
本文所论述的电励磁双凸极发电系统主要由电励磁双凸极电机本体，三相不可控整理桥，模拟调压器等三部分组成。
文中用到的电机为一台三相12/8极结构的电励磁式双凸极电机，图1为其截面图。电励磁双凸极电机转子上无任何绕组，励磁绕组和电枢绕组全部集中在定子上。这台电机的定子极弧为定子齿距的1/2。这样保证了一个极下转子齿与定子齿的重叠角恒等于转子极弧[2]，而与转子位置无关，从而使电机中的合成气隙磁导为一个常数。
图 1 12/8极DSEM电机截面图
2.2 电励磁双凸极发电机的工作原理
电励磁双凸极发电机发电运行时，输出电压需经过三相整流桥变换成直流电。其工作原理[2]是：当励磁绕组加上恒定直流电时，就产生了励磁磁通。其中大部分磁通经过定子轭部，定子齿部，气隙，转子轭部，转子齿部形成闭合回路。当电机转子在外力作用下沿某一个方向持续旋转时，由于磁阻的变化，电枢绕组所匝链的磁链发生变化而产生感应电动势，如果外接负载时，电励磁双凸极发电机将向外输出电能。当负载或者电机转速变化时调节励磁电流的大小来维持输出电压的恒定。
3电励磁双凸极发电机的调压系统
电励磁双凸极发电机调压主要是通过控制励磁电流来实现的[3][4]。传统的调压方式是：取电励磁双凸极发电机经整流后输出的电压Uport+，Uport-，并经过差分比例运算电路作为电压负反馈接入SG3525的反相输入端，再与给定值相比较后经过PI调节控制励磁回路开关管。在传统的调压电路的基础上我们再引入励磁电流负反馈，本文励磁回路中的Mosfet管的驱动信号产生电路如图2所示。
图2调压电路驱动信号产生电路
励磁电流经过电流互感器转变为电压信号U if后也接入SG3525的反相输入端。输出电压负反馈，励磁电流负反馈均采用PI 调节。因为只需一路输出，我们使用SG3525的13脚作为输出信号，由于13脚是反逻辑输出的，我们在输出后接上一个OC门电路来实现正确的开通信号。励磁电流检测电路如图3所示。
图3励磁电流检测电路
励磁电流检测使用的是磁场平衡式电流传感器（LEM模块），采用正负15V供电。它将互感器，磁场放大器、霍尔元件和电子线路集成在一起，套在励磁线圈上就可以工作。LEM具有精度高，零漂小，动态响应快及抗干扰能力强的优点。由于该电流传感器输出为电流信号，因此在它的输出端需要加合适的采样电阻。本文所使用的电励磁双凸极发电机的额定励磁工作电流约为I f=20A，因为励磁电流的最大电流较大，可达25A左右，选用的电流传感器的电流变比K i=1:1000，在额定工作点，霍尔传感器输出电流I t=20A/1000=20mA，选R1=200Ω，则励磁电流的反馈量U if =R21×I t= 200×0.02=4V。运算放大器LM358构成射极跟随器，用于提高带载能力和抗干扰能力。
4两种调压方式对稳态特性影响比较
4.1利用simulink仿真对两种调压方法比较
由于调压系统环节众多，电路结构比较复杂，往往为高阶系统，使得模型建立和分析相当困难[5]。Matlab软件中的simulink工具箱是电机仿真的重要工具。Matlab软件从5.2版本开始推出电气模块库（Power system blockset PSB），PSB涵盖了电力电子，电力系统等电工科学中常用的基本元件和系统仿真模型。虽然PSB是在simulink的基础上发展起来的，但PSB信号与simulink的信号不同，需要通过中间接口模块来实现两种信号的传递。
DSEM发电机的数学模型主要包括磁链方程和电压方程。由于DSEM电机结构的特点决定了DSEM电机每相绕组间自感和相绕组与励磁绕组间的互感都随着转子位置改变而改变。对相绕组间的自感，相绕组与励磁绕组间的互感采取分段线性化处理。
磁链方程和电压方程可以表示为：
(1)
三相绕组电流数学表达式为：
(2)
(3)
式中，u a，u b，u c分别表示A、B、C相对中性点N的电压；u f，i f表示励磁电压和励磁电流。r a，r b，r c表示每相绕组的电阻；L表示每相绕组的自感或互感；i a，i b，i c表示三相电流；p表示微分算子。
利用Simulink和PSB模块库搭建电励磁双凸极发电机调压系统的模型。首先进行只引入输出电压负反馈，在转速4775r/min，励磁电流20A，负载20A时的仿真。图4是其输出电压的仿真波形，从图4中可以看出在只有输出电压负反馈时的输出电压脉动比较大，△U<1V。
然后在输出电压负反馈的基础上，再引入励磁电流负反馈。在转速4775r/min，励磁电流20A，负载20A时进行仿真。图5是其输出电压的仿真波形，从图5中可以看出再加上励磁电流负反馈后的输出电压脉动比较小，△U<0.4V。
图4 n=4775r/min，I0=20A时仅有电压负反馈的调压方式
从仿真波形可以看出，引入励磁电流负反馈后，能够明显改善输出电压的稳态精度，减小输出电压脉动。
4.2 通过实验对两种调压方法进行比较
在上述仿真结论的基础上，我们再通过实验来考察引入励磁电流负反馈对输出电压性能的影响。图6、图7是转速4860r/min，励磁电流20A，负载在12A下分别只有电压负反馈和加上励磁电流负反馈的调压波形。其中通道1为励磁回路中开关管的驱动波形，使用差分探头缩小20倍观测；通道3为输出电压的交流分量，也是使用差分探头缩小20倍观测；通道4是电励磁双凸极电机A相电流转变为电压信号后的波形，A相电流通过LEM缩小1000倍后流过20Ω的检测电阻后转变为电压信号，使用普通探头检测电阻两端电压达到观测A相电流的目的。
图5 n=4775r/min，I0=20A时有两种负反馈的调压方式
从图6、图7中的通道3波形对比可以看出在相同的转速，负载等条件下，加上励磁电流负反馈的调压电路输出电压纹波(约为0.8V)要远小于仅有电压负反馈的调压电路的输出电压纹波（约为
2.1V）。
图6I0=13A时仅有电压负反馈的调压实验波形
图7I0=13A时加上励磁电流负反馈的调压实验波形
图8、图9是转速4750r/min，励磁电流20A，负载在30A下分别只有电压负反馈和加上励磁电流负反馈的调压波形。使用的探头同图6、图7。
图8I0=30A时仅有电压负反馈的调压实验波形
图9I0=30A时加上励磁电流负反馈的调压实验波形
从图8、图9中的通道3波形对比也可以看出在相同的条件下，加上励磁电流负反馈的调压电路输出电压纹波（约为1V）要远小于仅有电压负反馈的调压电路的输出电压纹波（约为2.5V）。同时也可以看出随着负载电流的增大两种调压方式下的输出电压纹波均有所增大[6]。这是因为随着负载电流的增加，电枢反应会使相绕组磁链随位置角变化的波形发生变化。电枢反应的退磁作用将使相磁链减小，电枢反应的增磁作用使相绕组磁链增加，当磁路饱和时退磁作用大。在磁路完全退饱和前，随着负载电流的增加，输出直流电压纹波会缓慢增加。当负载电流足够大，使磁路完全退饱和，相磁链峰值减小量大，相电势峰值随负载电流增加而减小，使输出直流电压纹波减小。所以对输出电压纹波有很高的要求时可以再考虑引入负载电流负反馈。
5结束语
本文介绍了电励磁双凸极电机的发电原理，详细分析比较了两种调压方式下的直流输出纹波大小。首先利用Simulink软件对两种调压方式进行仿真，看出仅有电压负反馈的调压方式输出纹波远大于有电压负反馈和励磁电流负反馈的调压方式。然后通过实验观测在不同的负载下两种调压方式对输出电压纹波的影响。可以看出引入励磁电流后可以大大减小输出电压的脉动。励磁电流负反馈能够改善输出电压的原因是因为它补偿了由于励磁电流变化导致的占空比变化。最后简单介绍了下负载电流对输出电压也有一定的影响。
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电动机的主要保护及计算 一、速断保护 1.速断高值： 动作电流高定值Isdg 计算。 按躲过电动机最大起动电流计算，即： Isdg=Krel ×Kst ×In In=Ie/nTA 式中 Krel ——可靠系数1.5； Kst ——电动机起动电流倍数（在6-8之间）； In ——电动机二次额定电流； Ie ——电动机一次额定电流； n TA —— 电流互感器变比。 2. 速断低值：按躲过区外出口短路时电动机最大反馈电流计算。厂用母线出口三相短路时，根据 以 往 实测，电动 机 反馈 电流 的 暂 态 值为 5.8 Isdd=Krel ×Kfb ×In=7.8In 式中 Krel ——可靠系数1.3； Kfb ——区外出口短路时最大反馈电流倍数，取Kfb=6。 3. 动作时间整定值计算。保护固有动作时间，动作时间整定值取： 速断动作时间: tsd=0s. 二、单相接地零序过电流保护（低压电动机） 1. 一次动作电流计算。有零序电流互感器TA0的电动机单相接地保护，一次三相电流平衡时，由 于三相电流产生的漏磁通不一致，于是在零序电流 2 互感器内产生磁不 平衡电流。根据在不同条件下的多次实测结果，磁不平衡电流值均小于0.005Ip(Ip 为平衡的三相相电流)，于是按躲过电动机起动时最大不平衡电流计算，低电压电动机单相接地保护动作电流可取： I0dz=(0.05-0.15)Ie 式中 I0dz ——单相接地零序过电流保护一次动作电流整定值； Ie ——电动机一次额定电流。 当电动机容量较大时可取： I0d z =(0.05-0.075)Ie 当电动机容量较小时可取： I0d z =(0.1-0.15)Ie
[ 互感器技术] 互感器励磁特性和伏安特性是怎么一回事 什么是励磁特性 励磁特性是在互感器二次侧励磁电流与所加电压的一种关系，实际上就是铁芯的磁化过程，所以也称为励磁特性，将这种特征按照一定要求绘制成曲线，就是励磁曲线，励磁特性通常也叫伏安特性，电压互感器励磁特性是把PT一次绕组末端出线端子接地其他绕组均开路的情况下，在二次绕组施加电压U，测量出相应的励磁电流I，U和I之间的关系就是电压互感器励磁特性。以U为横坐标I为纵坐标做出的曲线就是电压互感器励磁特性曲线。0806D 什么是伏安特性 在电学中伏就是电压，安就是电流，伏安特性就是电流与电压的特性，也叫做关系，伏安特性曲线图常用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U，以此画出的I-U
图像叫做导体的伏安特性曲线图，伏安特性曲线是针对导体的，也就是耗电元件，用来研究导体电阻的变化规律，这种在实际应用中还是比较多的，只是我们可能有时候没注意到，比如我们在电流互感器二次端施加电压用来测量它的曲线关系，这种就是典型的测量伏安特性，下面我们看下测量过程。 测量过程 测量CT伏安特性时，电流互感器一次侧开路，二次侧施加一定大小的电压信号，观察磁通饱和情况，观察U（电压）与I （电流）的曲线关系，最传统的测量方法使用串并联电压表进行比对、计算，随着技术的进步，目前是采用伏安特性测试仪进行测量，自动调压，自动计算，测量准，效率高。 为什么要测量伏安特性 测量伏安特性或者励磁忒性的主要目的是检查互感器的铁芯质量，通过鉴别磁化曲线的饱和程度，计算5%，10%误差曲线，并用以判断互感器的二次绕组有无匝间短路情况。 相关注意事项 一般的电流互感器电流加到额定值时，电压已达400V以上，单用调压器无法升到试验电压，所以还必须再接一个升压PT读取电压。
如何判断电压反馈与电流反馈？ 若反馈量与输出电压成正比则为电压反馈；若反馈量与输出电流成正比则为电流反馈。通常可以采用负载短路法来判断。 从概念上说，若反馈量与输出电压（有时不一定是输出电压，而是取样处的电压）成正比则为电压反馈；若反馈量与输出电流（有时不一定是输出电流，而是取样处的电流）成正比则为电流反馈。在判断电压反馈和电流反馈时，除了上述方法外，也可以采用负载短路法。负载短路法实际上是一种反向推理法，假设将放大电路的负载电阻RL短路（此时，），若输入回路中仍然 存在反馈量，即，则为电流反馈；若输入回路中已不存在反馈，即则为电压反馈。 判断电压反馈和电流反馈更直观的方法是根据负载电阻与反馈网络的连接方式来区分电 压反馈与电流反馈。将负载电阻与反馈网络看作双端网络（在反馈放大电路中其中一端通常为公共接地端），若负载电阻与反馈网络并联，则反馈量对输出电压采样，为电压反馈。否则，反馈量无法直接对输出电压进行采样，则只能对输出电流进行采样，即为电流反馈。 电压负反馈可以稳定输出电压；而电流负反馈则可以稳定输出电流。区分电压反馈与电流反馈只有在负载电阻RL变动时才有意义。如果RL固定不变，因输出电压与输出电流成正比，所以，在稳定输出电压的同时也必然稳定输出电流，反之亦然，二者效果相同。但是当负载电阻 RL改变时，二者的效果则完全不同，电压负反馈在稳定输出电压时，输出电流将更不稳定； 而电流负反馈在稳定输出电流时，输出电压将更不稳定。 图6 电压反馈与电流反馈的判断 如图5(a)，反馈电压，反馈量与输出电压成正比，故为电压反馈。
图6(a)，反馈电压，反馈量与输出电流成正比，故为电流反馈。 图6 (b)，反馈电流，反馈量与输出电流成正比，故为电流反馈。也可用负载短路法来判断，如图5(a)中，将RL短路时（此时，），如图7(a)所示。由于输 入回路中不存在反馈（），所以图5(a)电路为电压反馈。将图6(a) 中RL短路时（此 时，，如图7(b)所示，输入回路中仍然存在反馈量（），说明反馈对输出电流取样，所以图6(a)电路应为电流反馈。 图7 负载短路法判断电压反馈与电流反馈
电流互感器伏安特性的目的 电流互感器伏安特性原理 伏安特性中的“伏”就是电压，“安”就是电流，从字面解释，伏安特性就是电流互感器二次绕组的电压与电流之间的关系。如果从小到大调整电压，将所加电压对应的每一个电流画在一个座标系中（电压为纵座标，电流为横座标），所组成的曲线就称为伏安特性曲线。 由于电流互感器铁心具有逐渐饱和的特性，在短路电流下，电流互感器的铁心趋于饱和，励磁电流急剧上升，励磁电流在一次电流中所占的比例大为增加，使比差逐渐移向负值并迅速增大。由于继电器的动作电流一般比额定电流大好几倍，所以作为继电保护用的电流互感器应该保证在比额定电流大好几倍的短路电流下能够使继电器可靠动作。 根据继电保护的运行经验，在实际运行条件下，保护装置所用的电流互感器的电流误差不允许超过10%，而角度误差不超过7度。 为满足上面的要求，在电流互感器使用前，要作“电流互感器的10%误差曲线”，以确定其是否能够投入运行。实际工作中常常采用伏安特性法先测量电流互感器的伏安特性曲线，再绘出“电流互感器的10%误差曲线；同时，通过测量电流互感器的伏安特性曲线，还可以检查二次线圈有没有匝间短路。 试验时将互感器的一次线圈开路，在其二次线圈加电压，用电流表测得在该电压作用下流入二次线圈的电流，就得到电与电压的关系曲线，即为电流互感器的伏安特性曲线。 电流互感器伏安特性的测量可以用ED2000互感器特性综合测试仪 一试验目的 CT伏安特性是指电流互感器一次侧开路，二次侧励磁电流与所加电压的关系曲线，实际上就是铁芯的磁化曲线，因此也叫励磁特性。试验的主要目的是检查互感器的铁芯质量，通过鉴别磁化曲线的饱和程度，计算10%误差曲线，并用以判断互感器的二次绕组有无匝间短路。 二试验方法 接线比较复杂，因为一般的电流互感器电流加到额定值时，电压已达400V以上，单用调压器无法升到试验电压，所以还必须再接一个升压变(其高压侧输出电流需大于或等于电流互感器二次侧额定电流)升压和一个PT读取电压 试验前应将电流互感器二次绕组引线和接地线均拆除。试验时，一次侧开路，从电流互感器本体二次侧施加电压，可预先选取几个电流点，逐点读取相应电压值。通入的电流或电压以不超过制造厂技术条件的规定为准。当电压稍微增加一
一、TPS系列套管式电流互感器适用于全封闭组合电器（GIS）和变压器套管使用，为电力系统做电流、电能计量及继电保护与自动控制用。其性能完全符合GB1208-2006《电流互感器》和GB 16847-1997《保护用电流互感器暂态特性技术要求》. TPS级，一种低漏磁电流互感器，其性能由二次励磁特性和匝数比误差限值规定。 二、主要性能指标 准确级：TPS 额定负荷：30VA 额定一次电流：2500A 额定二次电流：1A 额定对称短路电流倍数Kssc：25 极性：减极性 绝缘电阻：>100MΩ 工频耐压：3KV?1min 工作电压：154kV 三、其他性能指标 一次时间常数Tp 二次时间常数Ts 工作循环：C-O或C-O-C-O 剩磁系数Kr≤10% 暂态误差≤10% 四、产品尺寸和外形 产品尺寸和外形符合技术要求确定，外形尺寸误差一般在±3mm以内. TPS产品照片
一、LRB系列套管式电流互感器适用于全封闭组合电器（GIS）和变压器套管使用，为电力系统做电流、电能计量及继电保护与自动控制用。其性能完全符合GB1208-2006《电流互感器》和GB 16847-1997《保护用电流互感器暂态特性技术要求》.电流互感器型号字母含义如下： L：电流互感器R：装入式B：带保护准确级.型号后面为所配套的GIS装置及变压器套管的电压等级的千伏数. 二、技术数据 准确等级：5P 额定负荷：20VA 额定一次电流：2500A 额定二次电流：1A 准确限值系数：20 极性：减极性 绝缘电阻：>100MΩ 工频耐压：3KV?1min 工作电压：154kV 三、产品尺寸和外形 产品尺寸和外形符合技术要求确定，外形尺寸误差一般在±3mm以内. LRB产品照片
电压负反馈和电流正反馈自动调速系统的选择 转速负反馈自动调速系统，其调速指标是很好的，但是它需要一个测速发电机，增加了设备投资，维修较麻烦，有时安装也困难。从A-G-M开环系统中可以看出，当负载电流增加时，由于发电机端电压的下降以及发电机、电动机换向绕组压降及电动机电枢压降的增加，使电动机反电动势及转速下降，可用发电机端电压作为负反馈以维持发电机电压近似不变；可用负载电流作为正反馈以补偿换向绕组及电动机电枢绕组压降。这样既可得到近似转速负反馈的性能。 下图为电压负反馈调速系统电路图。 图2.5.1电压负反馈系统电路图 Figure 2.5 .1 negative feedback system voltage circuit 发电机电枢两端并联电阻RV，从中引出反馈电压UV，此即为信号引出点。Rv的选择应使流进其电流而引起发电机内部压降可略而不计。UV与给定电压Us是反向的，因而构成了电压负反馈环节。由于是电压反馈，故应选择高阻控制绕组作为CI。图中Rsa是给定回路附加电阻。 式中, 为给定电位器分压比；
为电压负反馈系数； 上图中各环节的电压平衡方程式为 式中,分别为发电机及电动机电枢绕组及换向绕组电阻； 为主回路换向绕组的电阻和。 根据框图，写出电压负反馈调速系统静特性方程： 式中，KV为电压负反馈闭环系统开环放大倍数
图2.5.2具有电压负反馈及电流正反馈系统电路图 Figure 2.5 .2 a negative feedback voltage and current positive feedback system circuit 从图2.5（b）可得静特性方程式
电励磁双凸极电机的建模与仿真方法研究 目录 摘要 (3) Abstract (4) 第一章绪 论………………………………………………………………………… (5) 1.1电励磁双凸极电机的发 展 (5) 1.2飞机发电系统的发 展 (6) 1.3课题研究的目的和内 容 (6) 第二章电励磁双凸极电机 (7) 2.1 电励磁双凸极电机的结 构 (7) 2.2 电励磁双凸极发电机的数学模 型 (7) 2.3 发电运行工作原 理 (8) 第三章电磁场有限元分析简介 (11)
3.1 电磁场基本理论 (11) 3.1.1 麦克斯韦方程 (11) 3.1.2 一般形式的电磁场微分方程 (12) 3.1.3 电磁场中常见的边界条件 (13) 3.2 电磁场求解的有限元法 (14) 3.2.1 一维有限元法 (14) 3.2.2 电磁场解后处理 (16) 第四章电励磁双凸极电机模型的建立 (17) 4.1 建模工具的探讨 (17) 4.2 电机模型的建立 (17) 4.2.1 定转子模型 (17) 4.2.2 绕组模型 (18) 4.2.3 电机材料的分配 (19) 4.2.4 励磁电流方向和大小的判定 (19) 4.2.5 相绕组电流方向和大小的判
定 (20) 4.2.6 给定边界条件 (21) 4.2.7 其它条件的设定 (22) 第五章电励磁双凸极电机的静态特性 (23) 5.1 双凸极电机的空载磁链与电势 (24) 5.2 空载特性 (25) 5.3 负载特性 (27) 第六章总结与展望 (28) 致谢 (29) 参考文献 (30) 附录 (31)
电动机的主要保护及计算 一、速断保护 1.速断高值： 动作电流高定值Isdg 计算。 按躲过电动机最大起动电流计算，即： Isdg=Krel ×Kst ×In In=Ie/nTA 式中 Krel ——可靠系数1.5； Kst ——电动机起动电流倍数（在6-8之间）； In ——电动机二次额定电流； Ie ——电动机一次额定电流； n TA —— 电流互感器变比。 2. 速断低值：按躲过区外出口短路时电动机最大反馈电流计算。厂用母线出口三相短路时，根据 以 往 实测，电动 机 反馈电流 的 暂 态 值为 5.8 Isdd=Krel ×Kfb ×In=7.8In 式中 Krel ——可靠系数1.3； Kfb ——区外出口短路时最大反馈电流倍数，取Kfb=6。 3.动作时间整定值计算。保护固有动作时间，动作时间整定值取： 速断动作时间: tsd=0s. 二、单相接地零序过电流保护（低压电动机） 1. 一次动作电流计算。有零序电流互感器TA0的电动机单相接地保护，一次三相电流平衡时，由 于三相电流产生的漏磁通不一致，于是在零序电流 2 互感器内产生磁不 平衡电流。根据在不同条件下的多次实测结果，磁不平衡电流值均小于0.005Ip(Ip 为平衡的三相相电流)，于是按躲过电动机起动时最大不平衡电流计算，低电压电动机单相接地保护动作电流可取： I0dz=(0.05-0.15)Ie 式中 I0dz ——单相接地零序过电流保护一次动作电流整定值； Ie ——电动机一次额定电流。 当电动机容量较大时可取： I0d z =(0.05-0.075)Ie 当电动机容量较小时可取： I0d z =(0.1-0.15)Ie
差动保护用的电流互感器需要满足两个条件，其一是稳态误差必须控制在10%误差范围之内，因为整定计算中采用的不平衡稳态电流是按10%误差条件计算。其二是暂态误差，影响电流互感器暂态特性的参数主要有：短路电流及其非周期分量，一次回路时间常数，电流互感器工作循环及经历时间，二次回路时间常数等。电流互感器剩磁对于饱和影响很大，当剩磁与短路电流暂态分量引起的磁通极性相同时，加重二次电流的畸变，因此电流互感器铁心中存在剩磁，则电流互感器可能在一次电流远低于正常饱和值即过早饱和。差动保护的暂态不平衡电流比稳态时大得多，仅在整定计算时将稳态不平衡电流增大二倍是不够安全的。采取抗饱和的办法是使用带有气隙的TPY级电流互感器。但是差动保护广泛使用的是P级电流互感器，对P级电流互感器规定允许稳态误差不超过10%，暂态误差必然要超过稳态误差，在实用上可在按稳态误差选出的技术规范基础上通过“增密”以限制暂态误差。采用增密的方法有以下几种[2]：（1）将准确限值系数增大二倍（允许短路电流为额定电流的倍数）；（2）将二次额定负担增大一倍；（3）增大二次电缆截面使二次回路的总电阻减半；（4）改用5P 级电流互感器（复合误差由10%降为5%）。目前110kV及以下电压等级均采用P级电流互感器，220kV变压器亦采用P级电流互感器或5P级、PR级（剩磁系数小于10%）电流互感器，因此差动保护需要采取抗电流互感器饱和的措施。500kV变压器在500kV侧、220kV 侧均用TPY级电流互感器，对于600MW大型发电机变压器组保护，500kV侧均采用TPY级电流互感器，在发电机侧已有TPY级电流互感器可选用。
放大电路负反馈的原理特点 一、提高放大倍数的稳定性 引入负反馈以后，放大电路放大倍数稳定性的提高通常用相对变化量来衡量。 因为： 所以求导得： 即： 二、减小非线性失真和抑制噪声 由于电路中存在非线性器件，会导致输出波形产生一定的非线性失真。如果在放大电路中引入负反馈后，其非线性失真就可以减小。 需要指出的是：负反馈只能减小放大电路自身产生的非线性失真，而对输入信号的非线性失真，负反馈是无能为力的。 放大电路的噪声是由放大电路中各元器件内部载流子不规则的热运动引起的。而干扰来自于外界因素的影响，如高压电网、雷电等的影响。负反馈的引入可以减小噪声和干扰，但输出端的信号也将按同样规律减小，结果输出端的信号与噪声的比值（称为信噪比）并没有提高。 三、负反馈对输入电阻的影响 由于负反馈可以提高放大倍数的稳定性，所以引入负反馈后，在低频区和高频区放大倍数的下降程度将减小，从而使通频带展宽。 引入负反馈后，可使通频带展宽约（1+AF）倍。 四、负反馈对输入电阻的影响 （a）串联反馈（b）并联反馈
图1 求输入电阻 1、串联负反馈使输入电阻提高 引入串联负反馈后，输入电阻可以提高（1+AF）倍。即： 式中：ri为开环输入电阻 rif为闭环输入电阻 2、并连负反馈使输入电阻减小引入并联负反馈后，输入电阻减小为开环输入电阻的 1/(1+AF )倍。 即： 五、负反馈对输出电阻的影响 1、电压负反馈使输出电阻减小 放大电路引入电压负反馈后，输出电压的稳定性提高了，即电路具有恒压特性。 引入电压负反馈后，输出电阻rof减小到原来的1/（1+AF）倍。 2、电流负反馈使输出电阻增大 放大电路引入电流负反馈后，输出电流的稳定性提高了，即电路具有恒流特性。 引入电流负反馈后，使输出电阻rof增大到原来的（1+AF）倍。 3、负反馈选取的原则 （1）要稳定静态工作点,应引入直流负反馈。 （2）要改善交流性能，应引入交流负反馈。 （3）要稳定输出电压，应引入电压负反馈； 要稳定输出电流，应引入电流负反馈。 （4）要提高输入电阻，应引入串联负反馈； 要减小输入电阻，应引入并联负反馈。 六、深度负反馈的特点 1、串联负反馈的估算条件 反馈深度（1+AF）>>1的负反馈，称为深度负反馈。通常，只要是多级负反馈放大电路，都可以认为是深度负反馈.此时有： 因为：， 所以：xi≈xf 估算条件：
电流互感器伏安特性试验 阿德 一试验目的 CT伏安特性是指电流互感器一次侧开路，二次侧励磁电流与所加电压的关系曲线，实际上就是铁芯的磁化曲线，因此也叫励磁特性。试验的主要目的是检查互感器的铁芯质量，通过鉴别磁化曲线的饱和程度，计算10%误差曲线，并用以判断互感器的二次绕组有无匝间短路。 二试验方法 试验接线如图所示： SVERKER650 二次 接线比较复杂，因为一般的电流互感器电流加到额定值时，电压已达400V以上，单用调压器无法升到试验电压，所以还必须再接一个升压变(其高压侧输出电流需大于或等于电流互感器二次侧额定电流)升压和一个PT读取电压。(如果有FLUKE87型万用表，由于其可测最高交流电压为4000V，可用它直接读取电压而无需另接PT。) 试验前应将电流互感器二次绕组引线和接地线均拆除。试验时，一次侧开路，从电流互感器本体二次侧施加电压，可预先选取几个电流点，逐点读取相应电压值。通入的电流或电压以不超过制造厂技术条件的规定为准。当电压稍微增加一点而电流增大很多时，说明铁芯已接近饱和，应极其缓慢地升压或停止试验。试验后，根据试验数据绘出伏安特性曲线。 三注意事项 1.电流互感器的伏安特性试验，只对继电保护有要求的二次绕组进行。 2.测得的伏安特性曲线与过去或出厂的伏安特性曲线比较，电压不应有显著降低。若有显著降低，应检查二次绕组是否存在匝间短路。当有匝间短路时，其曲线开始部分电流较正常的略低，如图中曲线2、3所示（指保护CT有匝间短路,曲线2为短路1匝，曲线3为短路2匝），因此，在进行测试时，在开始部分应多测几点。 3.电流表宜采用内接法。 4.为使测量准确，可先对电流互感器进行退磁，即先升至额定电流值，再降到0，然后逐点升压。 四典型U-I特性曲线
1.电压反馈放大器与电流反馈放大器的区别： 1.带宽VS增益 电压反馈型放大器的-3DB带宽由R1、Rf和跨导gm共同决定，这就是所谓的增益帯宽积的概念，增益增大，带宽成比例下降。同时运放的稳定性有输入阻抗R1和反馈阻抗Rf共同决定。而对于电流反馈型运放，它的增益和带宽是相互独立的，其-3DB带宽仅由Rf决定，可以通过设定Rf得到不同的带宽。再设定R1得到不同的增益。同时，其稳定性也仅受Rf影响。 2.反馈电阻的取值 电流型运放的反馈电阻应根据数据手册在一个特定的范围内选取，而电压反馈型的反馈电阻的选取就相对而言宽松许多。需要注意的是电容的阻抗随着频率的升高而降低，因而在电流反馈放大器的反馈回路中应谨慎使用纯电容性回路，一些在电压反馈型放大器中应用广泛的电路在电流反馈型放大器中可能导致振荡。比如在电压反馈型放大器我们常会在反馈电阻Rf上并联一个电容Cf来限制运放的带宽从而减少运放的带宽噪声（Cf也常常可以帮助电压反馈型放大器稳定），这些如果运用到电流反馈放大器上，则十有八九会使你的电路振荡。 3.压摆率 当信号较大时，压摆率常常比带宽更占据主导地位，比如同样用单位增益为280MHZ的放大器来缓冲10MHZ，5V的信号，电流反馈放大器能轻松完成，而电压反馈放大器的输出将呈现三角波，这是压
摆率不足的典型表现。通常来说，电压反馈放大器的压摆率在500V每us,而电流反馈放大器拥有数千V每us. 4.如何选择两类芯片 a,在低速精密信号处理中，基本看不到电流反馈放大器的身影，因为其直流精度远不如精密电压反馈放大器。 b.在高速信号处理中，应考虑设计中所需要的压摆率和增益帯宽积；一般而言，电压反馈放大器在10MHZ以下，低增益和小信号条件下会拥有更好的直流精度和失真性能；而电流反馈放大器在10MHZ以上，高增益和大信号调理中表现出更好的带宽和失真度。当下面两种情况出现一种时，你就需要考虑一下选择电流反馈放大器：1，噪声增益大于4；2，信号频率大于10MHZ。 编辑本段2.应用时需要注意的问 1、电流反馈型放大器不能用做积分器 2、电流反馈型放大器在反馈电阻两端不能用并联电容的方法消除振荡 3、电流反馈型放大器的输出和反向输入端不能跨接电容 4、电流型反馈放大器的反馈误差量是运放负管脚的电流值，Vout=Zt×In 5、电流型反馈放大器的反馈电阻不能选择过大的值 6、电流型反馈放大器的反馈阻值会影响放大的稳定性和带宽 7、电流型反馈放大器不能用作电压跟随器的接法 8、电流型反馈放大器的压摆率比较高 9、电流型反馈放大器无增益带宽积这一个参数10、电流型反馈放大器的增益和闭环带宽可以分别的设置11、反馈电阻有一个最佳值，既可以保证最大带宽，也可以保证稳定的放大的不振荡。
电动机缺相运行电流探讨 三相异步电动机缺相运行，是低压三相异步电动机最常见的故障。但遗憾的是，教科书和电工手册中对其电流变化情况，只是笼统地定性描述，缺乏具体数据和详细地技术分析。（2004年第10期《电世界》杂志的第44页读者信箱栏目，刊登了施凉奎先生的答重庆侠平问《三相异步电动机在缺相运行时，会导致电动机过电流否？》一文，施凉奎先生认为：缺相运行时的电动机空载或负载电流，一般都要比正常运行时约大√3倍。笔者认为施凉奎先生对三相异步电动机缺相运行电流的分析欠全面，在不同的运行状态下的情况是不一样的。）为了让广大读者对该问题有一个正确的认识，有必要对三相异步电动机缺相运行电流变化规律进行较全面、科学、准确地分析。 三相异步电动机缺相运行，严格地说，可分为定子缺相和转子缺相两种。常见的是定子缺相。本文将对这两类情况的运行电流变化规律进行讨论。 1 定子缺相运行 （1）定子Y接法缺相运行
如图1所示，正常Y接法运行的定子，无论是一相绕组断线，还是一相电源线断线，都形成另两相绕组反串联接在电源单相线电压Ue下，如图4所示。每相绕组承担的电压为0.5Ue。 三相正常运行输入功率Pe为： Pe＝3×（Ue/√3）×Ie×cosφ=√3UeIecosφ 式中Ie为电机的额定相电流。 设cosφ＝常数，在保证电流不超过额定值Ie的条件下，缺相运行电机允许输入功率Pd为： Pd＝2×（0.5UeIecosφ）＝UeIecosφ Pd／Pe＝1／√3＝0.577 （1） 从（1）式可看出，在保证电流不超过额定值Ie的条件下，正常Y接法缺相运行时电机的功率只能达到三相运行时的57.7％。带有某一负载的电机运行中突然缺相运行时，转速会稍微下降，轴负载功率由两相绕组承担，缺相运行电流增大到三相正常运行电流的√3倍（注意不是大√3倍），此时，电机往往工作于过负载状态。（施凉奎先生认为：缺相运行时的电动机空载或负载电流，一般都要比正常运行时约大√3倍。准确地说，三相异步电动机正常Y接法的定子缺相运行时空载或负载电流，约是正常运行时的√3倍。） 注：为保证功率不变，即Pe=Pd,假设正常运行时电流为Ie，缺相时电流为I′，则有√3UeIecosφ=2×（0.5UeI′cosφ）=UeI′cosφ，可得I′=√3Ie。 事实上，在低压小型电动机中，仅4kW以下电动机定子采用Y接法，而大量小型电动机采用的是△接法。 （2）定子△接法缺相运行
电流互感器伏安特性及试验 伏安特性中的“伏”就是电压，“安”就是电流，从字面解释，伏安特性就是电流互感器二次绕组的电压与电流之间的关系。如果从小到大调整电压，将所加电压对应的每一个电流画在一个座标系中（电压为纵坐标，电流为横坐标），所组成的曲线就称为伏安特性曲线。 由于电流互感器铁心具有逐渐饱和的特性，在短路电流下，电流互感器的铁心趋于饱和，励磁电流急剧上升，励磁电流在一次电流中所占的比例大为增加，使比差逐渐移向负值并迅速增大。由于继电器的动作电流一般比额定电流大好几倍，所以作为继电保护用的电流互感器应该保证在比额定电流大好几倍的短路电流下能够使继电器可靠动作。 FA-102 CT伏安特性测试仪可以完成的试验包括： CT伏安特性试验、CT极性试验、CT 变比极性试验。仪器能自动计算CT的任意点误差曲线，CT变比比差等结果参数。 电流互感器伏安特性试验 一、试验目的 CT 伏安特性是指电流互感器一次侧开路，二次侧励磁电流与所加电压的关系曲线，实际上就是铁芯的磁化曲线，因此也叫励磁特性。试验的主要目的是检查互感器的铁芯质量，通过鉴别磁化曲线的饱和程度，计算10%误差曲线，并用以判断互感器的二次绕组有无匝间短路。 二、试验方法 试验接线如图所示： 接线比较复杂，因为一般的电流互感器电流加到额定值时，电压已达 400V以上，单用调压器无法升到试验电压，所以还必须再接一个升压变(其高压侧输出电流需大于或等于电流互感器二次侧额定电流)升压和一个 PT 读取电压。 试验前应将电流互感器二次绕组引线和接地线均拆除。试验时，一次侧开路，从电流互感器本体二次侧施加电压，可预先选取几个电流点，逐点读取相应电压值。通入的电流或电压以不超过制造厂技术条件的规定为准。当电压稍微增加一点而电流增大很多时，说明铁芯已接近饱和，应极其缓慢地升压或停止试验。试验后，根据试验数据绘出伏安特性曲线。
继电保护对电流互感器暂态特性的要求张熊熊 摘要：互感器是连接电力系统一次侧和二次侧的重要设备，对电网中的电压、 电流等信号的进行实时测量和监测，并为电力系统继电保护装置提供输入信号， 对继电保护装置的正确动作具有非常重要的作用。电流互感器的暂态特性对保护 的正确动作与否,息息相关,如电流互感器的暂态特性与保护的动作原理不相适应时,会引起保护的误动作或拒绝动作。本文着重讨论继电保护对电流互感器暂态特 性的要求。 关键词：继电保护；电流互感器；暂态特性 1电流互感器的暂态特性和饱和过程 当电流互感器发生一次系统短路现象时，描述系统一二次侧的电流以及励磁 电流、铁心磁通密度和暂态误差大小的变化特性称为电流互感器的暂态特性。为 了便于分析，先作如下假设： （1）短路故障发生时分析电流互感器的暂态特性，不考虑其铁心饱和现象，认为仍然处在磁化曲线的直线部分，此时励磁电感L0是一个定值。 （2）忽略运行过程中电流互感器的铁心损耗部分，就可以认为励磁电阻的大小是0，因此铁心合成磁通和励磁电流大小是成正比关系的。 （3）假设电流互感器处于不饱和的状态，且电路中元件参数不变，则此电路近似为线性的。 （4）不考虑二次漏抗或负荷电抗。 （5）当电流互感器的一次侧空载运行时，设此时发生短路故障时，则短路阻抗角的值为，把一次侧的短路电流值折算到二次侧可得： （1-1） 其中，为一次稳态短路电流幅值折算到二次侧后的值； Ip为流过电流互感器一次侧绕组的稳态短路电流的有效值； Tp是电流互感器的一次侧系统的时间常数，计算此值大小时，运用发性短路 故障时，一次侧系统中的电感和电阻之比。 θ是发生短路故障时电流的初始相位角，而cosθ是系统的全偏移系数。 从理论上讲，当系统发生短路的一瞬间，其初始相位角，此时一次侧回路中 会出现非周期性的直流分量，其幅值为最大值，一次侧的短路电流会发生全偏移。但在实际工程中，由于系统发生故障时，其初始相位角并不在这一时刻，因此， 作者分析时，把最坏的情况计算进去，故设偏移系数cosθ=1，此时上式(1-1)可进 行改写：（1-2） 从式（1-2）中可以看出，引起电流发生暂态变化的主要原因是由于指数信号 产生的非周期分量。当时间常数Tp越大时，则θ值就会越接近于0，此时非周期分量对电流所产生的影响就越大。若忽略运行时电流互感器的铁心损耗、一次侧 绕组的漏抗和电阻，则有（1-3） 其中Ip（t）用式（1-1）表示，则式（1-2）和（1-3）联立可得励磁电流 （1-4） 式中Tb为二次负载回路时间常数，Tb=Ls/Rs； Ts为二次闭合回路时间常数，Ts=（Le+Ls）/Rs； 为二次负载回路阻抗角，； 为二次闭合回路阻抗角， 式（1-4）可以看出，励磁电流共有四部分组成：一是具有周期变化的电流分
一．电压串联负反馈： 图Z0303（a）为两级电压串联负反馈放大电路，图（b）是它的交流等效电路方框图。 1．反馈类型的判断 （1）找出联系输出回路与输入回路的反馈元件。图Z0303（a）中Rf、Cf、Re1是联系输出回路与输入回路的元件，故Rf、Cf、Re1是反馈元件，它们组成反馈网络，引入级间反馈。 （2）判断是电压反馈还是电流反馈。 可用两种方法来判别，一是反馈网络直接接在放大电路电压输出端，故为电压反馈；二是令Uo = 0，因Uf由Rf、Re1 对Uo分压而得，故Uf= 0反馈消失，所以为电压反馈； （3）判别是串联反馈还是并联反馈。 由图Z0303（a）可以看出：Ube = Ui - Uf 即输入端反馈信号与输入信号以电压形式相迭加，故为串联反馈，也可令Ui＝0，此时Uf仍能作用到放大电路输入端，故为串联反馈；还可以根据反馈信号引至共射电路发射极则为串联反馈。 （4）判别反馈极性。 假定Ui为+，则经两级共射电路放大后，Uo为+，经Rf与Re1 分压得到的Uf也为+，结果使得放大电路有效输入信号减弱，故为负反馈。 综上判断结果、该电路为电压串联负反馈放大电路。 2、反馈对输出电量的稳定作用 放大电路引入电压负反馈后，能够使输出电压稳定。任何外界因素引起输出电压不稳时，输出电压的变化将通过反馈网络立即回送到放大电路的输入端，并与原输入信号进行比较，得出与前一变化相反的有效输人信号，从而使输出电压的变化量得到削弱，输出电压便趋于稳定。 可见，负反馈使放大电路具有了自动调节能力。电压负反馈能够稳定输出电压。 3、信号源内阻对串联反馈效果的影响 由上面的讨论可见，对串联反馈Ube = Ui - Uf ，显然，UI越稳定，Uf 对Ube 的影响就越强，控制作用就越灵敏。当信号源内阻Rs = 0时，信号源为恒压源，Us就为恒定值，则Uf的增加量就全部转化为Ube 的减小量，此时，反馈效果最强。因此，串联反馈时，Rs 越小越好，或者说串联反馈适用于信号源内阻Rs 小的场合。 4、放大倍数及反馈系数的含义 对电压串联负反馈电路， Xi = Ui， Xo = Uo，Xf = Uf 故： AUf、FU，分别称为闭环电压放大倍数和电压反馈系数。
已知变压器容量，求其各电压等级侧额定电流 口诀 a ： 容量除以电压值，其商乘六除以十。 说明：适用于任何电压等级。 在日常工作中，有些电工只涉及一两种电压等级的变压器额定电流的计算。将以上口诀简化，则可推导出计算各电压等级侧额定电流的口诀： 容量系数相乘求。 已知变压器容量，速算其一、二次保护熔断体（俗称保险丝）的电流值。 口诀 b ： 配变高压熔断体，容量电压相比求。 配变低压熔断体，容量乘9除以5。 说明： 正确选用熔断体对变压器的安全运行关系极大。当仅用熔断器作变压器高、低压侧保护时，熔体的正确选用更为重要。这是电工经常碰到和要解决的问题。 已知三相电动机容量，求其额定电流 口诀（c）：容量除以千伏数，商乘系数点七六。 说明： （1）口诀适用于任何电压等级的三相电动机额定电流计算。由公式及口诀均可说明容量相同的电压等级不同的电动机的额定电流是不相同的，即电压千伏数不一样，去除以相同的容量，所得“商数” 显然不相同，不相同的商数去乘相同的系数，所得的电流值也不相同。若把以上口诀叫做通用口诀，则可推导出计算220、380、660、电压等级电动机的额定电流专用计算口诀，用专用计算口诀计算某台三相电动机额定电流时，容量千瓦与电流安培关系直接倍数化，省去了容量除以千伏数，商数再乘系数。 三相二百二电机，千瓦三点五安培。 常用三百八电机，一个千瓦两安培。 低压六百六电机，千瓦一点二安培。 高压三千伏电机，四个千瓦一安培。 高压六千伏电机，八个千瓦一安培。 （2）口诀c 使用时，容量单位为kW，电压单位为kV，电流单位为A，此点一定要注意。 （3）口诀c 中系数是考虑电动机功率因数和效率等计算而得的综合值。功率因数为，效率不，此两个数值比较适用于几十千瓦以上的电动机，对常用的10kW以下电动机则显得大些。这就得使用口诀c计算出的电动机额定电流与电动机铭牌上标注的数值有误差，此误差对10kW以下电动机按额定电流先开关、接触器、导线等影响很小。 （4）运用口诀计算技巧。用口诀计算常用380V电动机额定电流时，先用电动机配接电源电压数去除、商数2去乘容量（kW）数。若遇容量较大的6kV电动机，容量kW数又恰是6kV数的倍数，则容量除以千伏数，商数乘以系数。 （5）误差。由口诀c 中系数是取电动机功率因数为、效率为而算得，这样计算不同功率因数、效率的电动机额定电流就存在误差。由口诀c 推导出的5个专用口诀，容量（kW）与电流（A）的倍数，则是各电压等级（kV）数除去系数的商。专用口诀简便易心算，但应注意其误差会增大。一般千瓦数较大的，算得的电流比铭牌上的略大些；而千瓦数较小的，算得的电流则比铭牌上的略小些。对此，在计算电流时，当电流达十多安或几十安时，则不必算到小数点以后。可以四舍而五不入，只取整数，这样既简单又不影响实用。对于较小的电流也只要算到一位小数即可。 *测知电流求容量
1 准备好调压器，升流器，电流表，电压表，刀闸。满足相应容量，一般互感器二次是5安，300VA，通流要达到3倍以上，以此计算应通流达15安，电压为60-100伏，调压器等取容量1000VA左右。接好线。 2 一人操作并读一表（如电流表），另一人读另一表（如电压表）并记录。调压器归零位，合上开关，慢慢开始升压，一般不准回调。每5-10%额定电流记录一点，直到明显出现拐点（电流上升很快，电压不怎么升。大约在2-3倍额定电流的时候，我印象不深了。） 3 找到拐点后，调压器归零，停电，绘出曲线。如果试验失败（任何原因使升压中断），应停电从零电压重新开始。 电流互感器伏安特性试验 一试验目的 CT伏安特性是指电流互感器一次侧开路,二次侧励磁电流与所加电压的关系曲线,实际上就是铁芯的磁化曲线,因此也叫励磁特性.试验的主要目的是检查互感器的铁芯质量,通过鉴别磁化曲线的饱和程度,计算10%误差曲线,并用以判断互感器的二次绕组有无匝间短路。 二试验方法： 因为一般的电流互感器电流加到额定值时,电压已达400V以上,单用调压器无法升到试验电压,所以还必须再接一个升压变(其高压侧输出电流需大于或等于电流互感器二次侧额定电流)升压和一个PT读取电压. 试验前应将电流互感器二次绕组引线和接地线均拆除.试验时,一次侧开路,从电流互感器本体二次侧施加电压,可预先选取几个电流点,逐点读取相应电压值.通入的电流或电压以不超过制造厂技术条件的规定为准.当电压稍微增加一点而电流增大很多时,说明铁芯已接近饱和,应极其缓慢地升压或停止试验.试验后,根据试验数据绘出伏安特性曲线.。 三注意事项： 1.电流互感器的伏安特性试验,只对继电保护有要求的二次绕组进行。 2.测得的伏安特性曲线与过去或出厂的伏安特性曲线比较,电压不应有显著降低.若有显著降低,应检查二次绕组是否存在匝间短路，当有匝间短路时,其曲线开始部分电流较正常的略低,如图中曲线2,3所示(指保护CT有匝间短路,曲线2为短路1匝,曲线3为短路2匝),因此,在进行测试时,在开始部分应多测几点. 3.电流表宜采用内接法： 4.为使测量准确,可先对电流互感器进行退磁,即先升至额定电流值,再降到0,然后逐点升压。 典型的U-I特性曲线： (DL/T 596-1996)中关于CT二次保护绕组的伏安发生的规定:与同类型互感器特性曲线或制造厂提供的特性曲线比较,就无明显差别。 在二次加电流分别:0.05A,0.1A,0.2A,0.4A,0.8A,1A,2A,3A,4A,5A.读取每个电流对应下的电压.一般升到5A 时电压基本饱和.超过5A时动作要快.最大不会超过10A.
电压、电流的反馈控制模式 现在的高频开关稳压电源主要有五种PWM反馈控制模式。电源的输入电压、电流等信号在作为取样控制信号时，大多需经过处理。针对不同的控制模式其处理方式也不同。下面以由VDMOS开关器件构成的稳压正激型降压斩波器为例，讲述五种PWM反馈控制模式的发展过程、基本工作原理、电路原理示意图、波形、特点及应用要｀氪，以利于选择应用及仿真建模研究。 （1）电压反馈控制模式 电压反馈控制模式是20世纪60年代后期高频开关稳压电源刚刚开始发展而采用的一种控制方法。该方法与一些必要的过电流保护电路相结合，至今仍然在工业界被广泛应用。如图1（a）所示为Buck降压斩波器的电压模式控制原理图。电压反馈控制模式只有一个电压反馈闭环，且采用的是脉冲宽度调制法，即将经电压误差放大器放大的慢变化的直流采样信号与恒定频率的三角波上斜坡信号相比较，经脉冲宽度调制得到一定宽度的脉冲控制信号，电路的各点波形如图1（a）所示。逐个脉冲的限流保护电路必须另外附加。电压反馈控制模式的优点如下。 ①PWM三角波幅值较大，脉冲宽度调节时具有较好的抗噪声裕量。 ②占空比调节不受限制。 ③对于多路输出电源而言，它们之间的交互调节特性较好。 ④单一反馈电压闭环的设计、调试比较容易。 ⑤对输出负载的变化有较好的响应调节。 电压反馈控制模式的缺点如下。 ①对输入电压的变化动态响应较慢。当输入电压突然变小或负载阻抗突然变小时，因为主电路中的输出电容C及电感L有较大的相移延时作用，输出电压的变小也延时滞后，而输出电压变小的信息还要经过电压误差放大器的补偿电路延时滞后，才能传至PWM比较器将脉宽展宽。这两个延时滞后作用是动态响应慢的主要原因。 ②补偿网络设计本来就较为复杂，闭环增益随输入电压而变化的现象使其更为复杂。 ③输出端的LC滤波器给控制环增加了双极点，在补偿设计误差放大器时，需要将主极点低频衰减，或者增加一个零点进行补偿。 ④在控制磁芯饱和故障状态方面较为麻烦和复杂。 改善及加快电压模式控制动态响应速度的方法有两种：一种是增加电压误差放大器的带宽，以保证其具有一定的高频增益。但是这样容易受高频开关噪声干扰的影响，需要在主电路及反馈控制电路上采取措施进行抑制或同相位衰减平滑处理。另一种是采用电压前馈控制模式。电压前馈控制模式的原理图如图1（b）所示。用输入电压对电阻、电容（Rt、Ctt）充电，以产生具有可变化的上斜坡的三角波，并且用它取代传统电压反馈控制模式中振荡器产生的固定三角波。此时输入电压变化能立刻在脉冲宽度的变化上反映出来，因此该方法明显提高了由输入电压的变化引起的动态响应速度。在该方法中对输入电压的前馈控
电流互感器伏安特性试验 及数据分析 Prepared on 22 November 2020
电流互感器伏安特性试验及数据分析 一、CT伏安特性试验概述 CT伏安特性：是指在电流互感器一次侧开路的情况下，电流互感器二次侧励磁电流与电流互感器二次侧所加电压的关系曲线，实际上就是铁芯的磁化曲线，即该曲线在初始阶段表现为线性，当铁芯磁化饱和拐点出现时，该曲线表现为非线性。 试验的主要目的：一是检查新投产互感器的铁芯质量，留下CT原始实验数据；二是运行CT停运检验维护时（通常配合机组大修时进行）通过鉴别磁化曲线的饱和程度即拐点位置，以判断运行一定时期后互感器的绕组有无匝间短路等缺陷，以便及时发现设备缺陷，确保设备安全运行。三是对差动保护CT 精度有要求的进行10%误差曲线校核。 二、原理接线 （1）通常情况下电流互感器的电流加到额定值时，电压已达400V以上，用传统试验设备试验时，调压器无法将220V电源升到试验电压，必须使用一个升压变(其高压侧输出电流需大于电流互感器二次侧额定电流)升压，一个PT或万用表读取电压。由于万用表可测最高交流电压为5000V，故可用它直接读取电压而无需另接PT。 （2）利用CT伏特性测试仪试验时，CT伏安特性测试仪一般电压可升至 2500V，且具备数字电压、电流显示功能，部分测试仪具备数据处理功能,可直接打印出CT特性曲线。 三试验过程及注意事项
（1）试验前，应将电流互感器二次绕组引线和CT接地线均应拆除，做好防止接地的可靠安全措施，即保证试验时CT各相别可靠独立于应用设备，否则可能造成设备的损坏。 （2）试验时，一次侧可靠开路，从CT二次侧施加电压，参考CT额定电流预先选取几个电流点，一般取10个电流点，即每10%额定电流为一个电流点，逐点读取记录或储存相应电压值、电流值,每个点必须从零开始升压升流,以消除互感器内的剩磁,保证测量数据的准确性。 （3）通入的电流或电压以不超过制造厂技术条件的规定为准，电压应不得高于CT匝间绝缘要求电压。当电压稍微增加一点而电流增大很多时，说明铁芯已接近饱和，应极其缓慢地升压或停止试验，该点即为拐点电压。 （4）试验后，根据试验数据绘出或打印伏安特性曲线，对应相应CT初始伏安特性曲线或最近测量的伏安特性曲线进行比对分析。 （5）恢复电流互感器二次绕组引线和CT接地线以及其它临时安全措施。 四、数据分析 1、电流互感器10%误差曲线校核：只对继电保护有要求的CT二次绕组进行，一般对差动保护用CT要求必须满足10%误差曲线要求。 2、测得的伏安特性曲线与出厂的伏安特性曲线或最近的测量伏安特性曲线比较，拐点电压不应有显着降低。若有显着降低，应检查二次绕组是否存在匝间短路。 3、当CT工作在正常伏安特性曲线的线性非饱和区域时，所测电流包括CT的励磁电流Ie及流过CT直阻的电流I2两部分，在此区域随着所加电压的