youyudianlixitongzhongganxingyuanjiandecunzai
，dianlishebeizhongguzhangdianliuchuxianshijiangdaozhiyanzhongdeguodianyaxianxiang，yinci，yizhiguodianyaduishebeihecaozuorenyuandeanquandoushijiweizhongyaode[3]。隨(sui)著(zhe)我(wo)國(guo)電(dian)力(li)事(shi)業(ye)的(de)迅(xun)猛(meng)發(fa)展(zhan)，電(dian)網(wang)容(rong)量(liang)不(bu)斷(duan)擴(kuo)大(da)，發(fa)電(dian)機(ji)的(de)單(dan)機(ji)容(rong)量(liang)也(ye)越(yue)來(lai)越(yue)大(da)，為(wei)保(bao)證(zheng)電(dian)網(wang)的(de)安(an)全(quan)運(yun)行(xing)
，對(dui)發(fa)電(dian)機(ji)的(de)快(kuai)速(su)滅(mie)磁(ci)，過(guo)壓(ya)保(bao)護(hu)越(yue)來(lai)越(yue)重(zhong)要(yao)。
   
ZnO電阻的能容量大，通流性能好
，可以起到快速滅磁的作用。而ZnO電阻結構的均勻程度對其能容量有直接影響，均勻度差會降低其對能量的吸收能力。測試電源係統就是要模擬ZnO快速滅磁時所吸收的瞬間能量
，並監控ZnO電阻的工作情況，得出測試結果和參數。

電路基本原理
   
測試電源由整流、換向、放電三部分組成，如圖1所示。三相交流電通過整流橋對電抗器L進行充電
，L充電完成後換向電路（圖1中K）動作，使L與整流橋斷開並對ZnO非線性電阻放電，完成測試。電抗器L是整個電源的核心，其合理設計對測試電源的性能有決定性作用。因此，電抗器設計是測試電源設計的核心。

圖1：原理圖

電抗器L優化設計
   
原理圖中的直流電源由380V三相電整流得到
，即
Ud=1.35U2Lcosα（1）
電抗器中存儲的能量（即被測電阻閥片的能容量）為
W=(1/2)LI2（2）
式中：I為被測電阻閥片的短時間可以承受的電流。
電抗器的電阻為
RL=Ud/I（3）
   
由式（1）～式（3）可得出設計電抗器所需參數L和RL。

如果以W=20kJ
，I=200A，設計電抗器，則由式（1）～式（3）可得L=1H，RL=2.55Ω。
   
在設計電抗器的過程中要考慮很多方麵的因素，為保證電源滿足測試要求，取L>1H，RL<2.4Ω。我(wo)們(men)首(shou)先(xian)采(cai)用(yong)矩(ju)形(xing)截(jie)麵(mian)的(de)設(she)計(ji)，經(jing)過(guo)多(duo)次(ci)試(shi)驗(yan)後(hou)發(fa)現(xian)


，很(hen)難(nan)滿(man)足(zu)要(yao)求(qiu)，於(yu)是(shi)就(jiu)改(gai)用(yong)了(le)正(zheng)方(fang)形(xing)截(jie)麵(mian)的(de)設(she)計(ji)，最(zui)終(zhong)設(she)計(ji)出(chu)了(le)滿(man)足(zu)要(yao)求(qiu)的(de)電(dian)抗(kang)器(qi)。電(dian)抗(kang)器(qi)線圈截麵圖如圖2所示。

圖2：電抗器線圈截麵圖

導線型號的選取
   
采用BVR型導線，參數如下：

橫截麵積S=35mm2

；
導線最大外徑dm=12.5mm；
導線電阻率ρ=0.0217×10－6Ω•m；
線圈繞製係數K=1.05
；
取線圈的軸向層數和徑向匝數相等，徑向匝數取32匝，故
線圈匝數N=32×32=1024；
軸向高度a=12.5×32×1.05=420mm=0.42m
；
徑向寬度b=12.5×32×1.05=420mm=0.42m
；
線圈內徑d1=0.76m；
線圈平均直徑d=d1＋b=0.76＋0.42=1.18m
；
線圈總長l=πdN=π×1.18×1024=3796m（取3800m）；
線圈電阻R1=ρl/s=0.0217×10－6×3800/35×10－6=2.356Ω。

檢測電感值是否滿足要求
   
電感的計算公式如下：

式中：Φ為由線圈結構決定的係數，可從電感計算手冊中查得Φ=16.26；
N為線圈匝數；
d為線圈的平均直徑
；
μ0為空氣的導磁率
，它的值是4π×10－7。

則線圈電感為

線圈電感滿足要求。

換向電路原理
   
換向電路如圖3所示
，要求當電抗器L充電完成後即直流側電流達到I時
，切斷主電路，讓電抗器對氧化鋅電阻閥片放電。換向電路中采用LC振蕩電路反向阻斷晶閘管的辦法。

圖3 ：換向電路電路圖

當L充電完成之後，通過二次側的邏輯控製使繼電器ZJ動作，V3關斷，V2導通
，此時正向電流存在V1仍導通，L1與C所組成的振蕩電路開始振蕩
，電容C開始通過L1放電
，其電流方向與主電路電流相反，當流過V1的電流值降為0時，V1將被強製關斷
，換向過程結束。這就要求C要先於L完成充電。
   
由於電抗器L時間常數τL=L/RL，充電時間t≈4τL。則電容器C時間常數取τC=τL/4=R1C。
   
為保證振蕩電路可靠阻斷主電路，其峰值振蕩電流取1.5I，即
ImL1C=Ud/ωL1
振蕩電路頻率ω=1/
L1=CUd2/ImL1C2
圖3中R5是一個對主電路進行過壓保護的氧化鋅非線性電阻
，其電壓等級高於待測電阻。待測非線性電阻故障時
，R5可限製電抗器兩端的高電壓。

試驗
   
為驗證上述測試電源係統的可行性，進行了試驗
，試驗電路參數如下：
1）被測氧化鋅電阻閥片能量W=20kJ
；
2）測試電源直流側電流I(>=)200A
；
3）電抗器的電氣參數L(>=)1H，RL(<=)2.55Ω；
4）換向電路L1=0.43mH
，C=150μF，R1=550Ω。
   
試驗表明
，直流側電流達到200A時
，交流側電流幅值為245A，據此整定交流側的電流互感器
，使電流繼電器動作，控製電路驅動繼電器ZJ動作，L1C振蕩電路開始強製換向。測試表明電容C先於L完wan成cheng充chong電dian，並bing且qie其qi反fan向xiang振zhen蕩dang電dian流liu可ke以yi強qiang製zhi關guan斷duan晶jing閘zha管guan
，斷duan開kai主zhu電dian路lu，強qiang製zhi換huan向xiang能neng夠gou順shun利li進jin行xing，使shi電dian抗kang器qi能neng量liang注zhu入ru氧yang化hua鋅xin非fei線xian性xing電dian阻zu閥fa片pian
，可ke以yi完wan成cheng測ce試shi。
   
圖4為換向電流圖。圖5為電抗器電流圖。

圖4 ：換向電流圖

圖5：電抗器電流圖

jingguoshiyan，cidianyuandadaoleceshiyanghuaxinfeixianxingdianzuqideyaoqiu，ceshijieguoyujisuanbijiaowenhe，tongguotiaozhengcanshu

，ketiaojiexitongdegongzuoqingkuang。gaiceshixitongqieshikexing
，jiegouhelijiandan。