结构参数对真空触发开关输出脉冲电流上升率的影响研究

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作者 柏昕澎 陈占清 +4 位作者 吝伶艳 郭烘瑛 康爱亮 雷志鹏 廖敏夫 《真空科学与技术学报》 北大核心 2025年第3期180-188,共9页

为提升真空触发开关的放电功率,满足脉冲功率系统对大功率开关器件的需求,文章对影响真空触发开关(Triggered vacuum switch,TVS)输出脉冲电流上升率的相关结构参数进行研究。首先结合理论计算,明确结构电感与电弧电阻变化对TVS电流上... 为提升真空触发开关的放电功率,满足脉冲功率系统对大功率开关器件的需求,文章对影响真空触发开关(Triggered vacuum switch,TVS)输出脉冲电流上升率的相关结构参数进行研究。首先结合理论计算,明确结构电感与电弧电阻变化对TVS电流上升率的影响。随后基于可拆真空腔体搭建TVS放电试验平台,对比并分析电极结构、工作电压及电极间距等参数对开关输出电流上升率的影响。结果表明,TVS内电极直径、导电杆尺寸、电极材料等参数的变化会导致结构电感或电弧电阻的变化,影响其输出脉冲电流的上升率。采用平板电极时,TVS输出的电流上升率要高于纵磁杯状电极。工作电压的升高和电极间距的减小可使TVS输出更为陡峭的脉冲电流,间距10 mm的TVS样机可在10 kV电压下输出上升率1.91×10^(9) A/s的电流。建议研制用于高功率系统的真空开关时,合理设计其电极间距、结构等参数以提高开关输出电流的上升率。 展开更多

关键词 真空触发开关 电流上升率 电极结构 电弧等离子体 电弧扩散

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可控避雷器中晶闸管阀电压和电流上升率仿真分析、试验检测及限制措施 被引量：10

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作者 陈秀娟 陈维江 +3 位作者 沈海滨 贺子鸣 李国富 葛栋 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期322-327,共6页

晶闸管器件的断态(开断状态)电压上升率du/dt和通态(导通状态)电流上升率di/dt是决定可控金属氧化物避雷器(CMOA)晶闸管阀工作安全性的关键参数。以长治—南阳—荆门特高压交流试验示范工程为背景,对晶闸管阀中晶闸管器件需要承受的最大... 晶闸管器件的断态(开断状态)电压上升率du/dt和通态(导通状态)电流上升率di/dt是决定可控金属氧化物避雷器(CMOA)晶闸管阀工作安全性的关键参数。以长治—南阳—荆门特高压交流试验示范工程为背景,对晶闸管阀中晶闸管器件需要承受的最大du/dt和di/dt进行了仿真计算,提出了技术要求,并给出了限值要求,即du/dt和di/dt均不允许超过其临界值du/dtcrit和di/dtcrit。根据实际使用条件对所选晶闸管器件的du/dtcrit和di/dtcrit进行了试验测试。测试结果和技术要求对比表明:2.0～3.0英寸晶闸管du/dtcrit不小于45kV/μs,大于技术要求28.3kV/μs,无需限制措施;di/dtcrit为865～910A/μs,远小于技术要求87kA/μs,须采取适当的限制措施。研究表明,采用3～5mH的限流电抗器可以将di/dt限制在容许范围内,且限流电抗器对CMOA限制系统操作过电压的效果影响不大,可以采用限流电抗器限制晶闸管器件的di/dt。 展开更多

关键词 可控金属氧化物避雷器(CMOA) 晶闸管阀 电压上升率 电流上升率 断开状态 导通状态

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消除谐波对电流上升率保护影响的算法 被引量：2

3

作者 王晓红 李群湛 陈小川 《继电器》 CSCD 北大核心 2003年第1期23-25,共3页

详细分析了地铁馈线短路电流中存在的谐波成分对电流上升率保护的影响 ,在此基础上 ,利用地铁馈线短路时暂态电流中的直流部分可近似表示为指数形式的特点和交流分量做一周积分时为零的原理 ,提出了一种采样数据处理算法来消除谐波影响... 详细分析了地铁馈线短路电流中存在的谐波成分对电流上升率保护的影响 ,在此基础上 ,利用地铁馈线短路时暂态电流中的直流部分可近似表示为指数形式的特点和交流分量做一周积分时为零的原理 ,提出了一种采样数据处理算法来消除谐波影响。通过利用Labwindows/CVI仿真 ,证明该算法能使短路波形得到平滑 。 展开更多

关键词 谐波 电流上升率保护 算法 暂态电流 短路电流 电力系统

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用定量分析方法校验电流上升率和电流增量 被引量：1

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作者 庞开阳 《电子与电脑》 2005年第10期93-95,共3页

在城市轨道交通系统的直流牵引供电系统中,其短路电流具有上升速度快、短路电流大的特点,因此,电流上升率di/dt和电流增量△I保护被越来越多地应用到直流牵引系统中。在对这两种保护的校验中,无论在安装调试阶段还是年度校验时,据笔者所... 在城市轨道交通系统的直流牵引供电系统中,其短路电流具有上升速度快、短路电流大的特点,因此,电流上升率di/dt和电流增量△I保护被越来越多地应用到直流牵引系统中。在对这两种保护的校验中,无论在安装调试阶段还是年度校验时,据笔者所知,更多是使用定性法。即手动将直流低电压(通常是几伏至十几伏)输出至保护装置的输入端,以保护动作与否来判断保护装置动作是否正确。显然,这种方法并不知道保护动作时激励信号有多大,也无法验证保护的动作时间,因此不能准确得知保护装置是否按整定值正确动作。为了得到准确的试验数据,笔者经过摸索,找到了使用泰克示波器和信号发生器,以定量的方式来校验的方法。本文以广州地铁一号线使用的3UB61保护装置为例,用实例的方式详细叙述了对这两种保护进行定量试验的原理和方法。其它的如西门子的DPU96、赛雪龙的SEPCOS型微机综合控制保护装置,其校验原理和方法均相类似。 展开更多

关键词 电流上升率 定量分析方法 校验原理 直流牵引供电系统 控制保护装置 增量 城市轨道交通系统 广州地铁一号线 短路电流

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短路电流上升率对熔断器弧前特性影响的仿真与实验研究

5

作者 蒋小伟 庄劲武 戴超 《船电技术》 2010年第2期1-4,共4页

限流熔断器通常在短路电流上升过程中熔断,为了寻求短路电流上升率对熔体的弧前特性的影响,本文利用ANSYS有限元分析软件,以狭颈截面积为0.16mm2的熔体为例,对其进行了建模。仿真结果表明,在相同截面断口、短路电流上升率为2～20A/μs... 限流熔断器通常在短路电流上升过程中熔断,为了寻求短路电流上升率对熔体的弧前特性的影响,本文利用ANSYS有限元分析软件,以狭颈截面积为0.16mm2的熔体为例,对其进行了建模。仿真结果表明,在相同截面断口、短路电流上升率为2～20A/μs的条件下,弧前I2t随着电流上升率的增大而减小:电流上升率在10A/μs以上,弧前I2t基本一致,变化率小于5%,在10A/μs以下,上升率为2A/μs其弧前I2t比10A/μs时增大了约21%。在相同电流上升率、狭颈形状的情况下,弧前I2t与狭颈截面积的平方成正比。并通过实验验证了仿真分析的正确性。 展开更多

关键词 短路电流上升率 熔断器 弧前特性ANSYS

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电流上升率和电流增量保护的定量测量 被引量：1

6

作者 张目然 《都市快轨交通》 2007年第3期46-48,共3页

介绍广州地铁2号线直流牵引系统DPU96保护控制单元的基本保护功能,阐述电流上升率保护和电流增量保护的基本原理;针对目前DPU96校验采用定性测量方法的不足,提出一种模拟现场条件定量测量的方法,对提高校验精确度具有一定价值。

关键词 电流上升率保护 电流增量保护 定量测量

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20对?还是100对?——关于电流上升率测试的一段纠纷

7

作者 郑媛 《电力电子》 2003年第2期53-53,52,共2页

大约28年前,在"1700轧机"攻关中,有6个晶闸管制造单位承担了制造500A/2000V～2500V风冷晶闸管的课题。根据整机应用的需要,di/dt(电流上升率)达到50A/μs是一项必考指标。此前,虽然在颁布的产品标准中规定了di/dt耐量的测试... 大约28年前,在"1700轧机"攻关中,有6个晶闸管制造单位承担了制造500A/2000V～2500V风冷晶闸管的课题。根据整机应用的需要,di/dt(电流上升率)达到50A/μs是一项必考指标。此前,虽然在颁布的产品标准中规定了di/dt耐量的测试线路和测试方法,但对此大功率晶闸管适用的测试设备尚未制造出来,该测试设备的研制及其对di/dt的测试实践在国内都是首次尝试。 展开更多

关键词 取样电阻 正弦波 波形 晶闸管 形状 晶体闸流管 电力电子器件 电流上升率 寄生电感 纠纷

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基于电流变化特征量的保护方法探析

8

作者 杜川 《电工技术》 2024年第3期38-41,共4页

根据牵引网短路时和正常运行时电流的特点,结合电流上升率(di/dt)保护和电流增量(ΔI)保护的思想,提出了一种新的保护方案,并给出了整个保护方案的保护配置以及整定原则。

关键词 电流上升率保护 电流增量保护 保护整定原则

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超高速大电流半导体开关实验研究 被引量：13

9

作者 周郁明 余岳辉 +1 位作者 梁琳 陈海刚 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期447-450,共4页

利用自行研制的固态半导体开关RSD,采用电容储能方式,研究了RSD的电压响应时间、大电流特性、电流上升率等。在测试RSD的电压响应时间时,得到了25 ns的电压下降曲线。在主电容电压为8kV时,得到峰值为10.1 kA、脉宽为34μs、电流上升率为... 利用自行研制的固态半导体开关RSD,采用电容储能方式,研究了RSD的电压响应时间、大电流特性、电流上升率等。在测试RSD的电压响应时间时,得到了25 ns的电压下降曲线。在主电容电压为8kV时,得到峰值为10.1 kA、脉宽为34μs、电流上升率为2.03 kA/μs的大电流脉冲。通过调整主电路,在主电容为3 kV时,得到的电流脉冲峰值为8.5 kA、脉宽为2.5μs、电流上升率为7.2 kA/μs。结果表明,RSD是一种开通快、通流能力强、电流上升率高的大功率半导体开关器件。 展开更多

关键词 半导体开关 RSD 等离子体 大电流 电流上升率

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基于新型绝缘栅触发晶闸管的高功率准矩形脉冲源 被引量：1

10

作者 陈楠 陈万军 +5 位作者 尚建蓉 刘超 李青岭 孙瑞泽 李肇基 张波 《电子与封装》 2021年第12期54-60,共7页

提出了一种基于新型绝缘栅触发晶闸管(Insulated Gate Trigger Thyristor,IGTT)的高功率准矩形脉冲源。采用IGTT作为开关器件,实现了形成准矩形脉冲波所需的极低开关器件电阻,其导通电阻低、开启速度快的优点,使其非常好地满足了准矩形... 提出了一种基于新型绝缘栅触发晶闸管(Insulated Gate Trigger Thyristor,IGTT)的高功率准矩形脉冲源。采用IGTT作为开关器件,实现了形成准矩形脉冲波所需的极低开关器件电阻,其导通电阻低、开启速度快的优点,使其非常好地满足了准矩形脉冲波对高峰值电流(IP)和电流上升率(di/dt)的需求。实验结果表明,相较于常规绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT),基于IGTT的准矩形脉冲源峰值电流提升了50%、di/dt提升了400%,且具有更好的矩形波平顶特性。在工作电压U_(0)=1200 V下,准矩形脉冲源产生了脉冲前沿约为350 ns、平顶宽度为3.05μs、峰值电流为3.7 kA、前沿di/dt=11.2 kA/μs、平顶纹波系数(ζ)仅为2.3%的准矩形脉冲电流,实现了优异的准矩形脉冲特性,为新一代全固态、紧凑型、小型化准矩形脉冲源设计提供了一种具有前景的解决方案。 展开更多

关键词 脉冲功率 准矩形脉冲 绝缘栅触发晶闸管 电流上升率

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激光电源脉冲功率切换电路仿真分析

11

作者 李化 林菊平 +1 位作者 李智威 林福昌 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1873-1876,共4页

激光电源脉冲功率切换电路稳定工作是电源可靠性的保证。电路参数选取直接影响晶闸管、二极管的工况,而晶闸管的良好工况是保证切换激光电源长期可靠运行的基本条件。基于PSCAD软件建立切换电路的仿真模型,重点仿真分析了阻容电路参数... 激光电源脉冲功率切换电路稳定工作是电源可靠性的保证。电路参数选取直接影响晶闸管、二极管的工况,而晶闸管的良好工况是保证切换激光电源长期可靠运行的基本条件。基于PSCAD软件建立切换电路的仿真模型,重点仿真分析了阻容电路参数配置、限流电阻、并联晶闸管触发同步性对晶闸管和二极管的影响。仿真结果表明,电流上升率过大是晶闸管门极损坏的原因,关断支路中的反向过压是二极管损坏的原因。并针对实际电路,提出晶闸管二极管保护的优化配置方案。 展开更多

关键词 激光电源 晶闸管 二极管 电流上升率

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脉冲功率开关RSD的高dI/dt特性研究

12

作者 梁琳 余岳辉 +1 位作者 颜家圣 周郁明 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期1-4,共4页

基于等离子体双极漂移模型,得到了超高速大功率半导体开关反向开关晶体管(RSD)的dI/dt耐量解析表达式,分析了RSD的主放电回路模型,在此基础上讨论了影响RSD的dI/dt特性的因素,dI/dt随预充电荷总量的增加、通过p基区的电子扩散时间和p基... 基于等离子体双极漂移模型,得到了超高速大功率半导体开关反向开关晶体管(RSD)的dI/dt耐量解析表达式,分析了RSD的主放电回路模型,在此基础上讨论了影响RSD的dI/dt特性的因素,dI/dt随预充电荷总量的增加、通过p基区的电子扩散时间和p基区电子寿命的缩短而增大,随主放电回路电压的上升和电感的减小而增大.RSD的dI/dt耐量可达1×105A.μs-1,远高于普通晶闸管,可应用于短脉冲大电流领域. 展开更多

关键词 通态电流上升率 反向开关晶体管 短脉冲 开关

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脉冲大电流系统空芯变压器设计 被引量：2

13

作者 李兴群 张明 +3 位作者 刘明海 常江 邓珊 邱胜顺 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期2245-2249,共5页

设计了一种变流用的带绕式空芯变压器,分析了变压器的工作原理并详细介绍了其制作过程。该变压器主要由引线、绝缘膜、铜带和内绝缘筒组成。在电容器充电电压为2500V的条件下,实验得到该变压器原副边电流峰值分别为5.52kA和1.48kA,电流... 设计了一种变流用的带绕式空芯变压器,分析了变压器的工作原理并详细介绍了其制作过程。该变压器主要由引线、绝缘膜、铜带和内绝缘筒组成。在电容器充电电压为2500V的条件下,实验得到该变压器原副边电流峰值分别为5.52kA和1.48kA,电流上升率分别为37A/μs和138A/μs。理论分析和实验结果表明:该变压器可以有效降低脉冲功率电路对开关电流上升率的要求,从而将重复频率和稳定性能更好的晶闸管应用于脉冲大电流系统,可以大大提高系统的放电频率和寿命。 展开更多

关键词 脉冲功率 空芯变压器 晶闸管 电流上升率

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直流牵引系统电流保护研究 被引量：1

14

作者 欧中良 《隧道建设》 2012年第S1期28-31,共4页

为深入分析研究地铁直流供电系统的ROR保护动作原理,通过理论与实际相结合的方法分析了深圳地铁龙岗线直流牵引系统ROR延时保护故障,ADTRANS公司的DCP106保护装置电流上升率延时保护原理及动作过程,并与SIEMENS公司的DPU96保护装置作出... 为深入分析研究地铁直流供电系统的ROR保护动作原理,通过理论与实际相结合的方法分析了深圳地铁龙岗线直流牵引系统ROR延时保护故障,ADTRANS公司的DCP106保护装置电流上升率延时保护原理及动作过程,并与SIEMENS公司的DPU96保护装置作出比较。 展开更多

关键词 直流牵引系统 保护装置 电流上升率

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电阻焊的电流波形特性与参数选择 被引量：4

15

作者 王福田 《电焊机》 2002年第11期34-38,共5页

分析了几种典型电阻焊机的焊接电流波形特性,提出了电流上升率的应用概念及其与焊核形成过程的关系,强调电容储能焊接波形的优点。对电阻焊材料的有关物理性能作了必要的分析,提出将电阻焊材料按电阻率的大小划分为低阻类、中阻类和高阻... 分析了几种典型电阻焊机的焊接电流波形特性,提出了电流上升率的应用概念及其与焊核形成过程的关系,强调电容储能焊接波形的优点。对电阻焊材料的有关物理性能作了必要的分析,提出将电阻焊材料按电阻率的大小划分为低阻类、中阻类和高阻类,更利于有针对性地选择焊接电流波形和规范参数,期望找出电阻焊的电流波形和规范参数的选择规律,从而将电阻焊机功能特点与工艺质量有机地联系起来犤1～3犦。 展开更多

关键词 电阻焊 焊接电流波形 电流上升率 电阻率 电导率 塑性环 焊核

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基于CPLD的短路电流检测与保护系统硬件电路设计

16

作者 王云 《通信电源技术》 2016年第4期104-106,共3页

传统依靠电流幅值判断短路故障的方法,在大电流情况下局限性明显,判断时间延长导致整个系统在大的故障电流情况承受较长的时间,增大了系统运行的风险系数。文中提出了一种电流上升率结合电流幅值的方法作为短路判断依据,在分析电流检测... 传统依靠电流幅值判断短路故障的方法,在大电流情况下局限性明显,判断时间延长导致整个系统在大的故障电流情况承受较长的时间,增大了系统运行的风险系数。文中提出了一种电流上升率结合电流幅值的方法作为短路判断依据,在分析电流检测和保护工作原理的基础上,设计了基于CPLD的短路电流早期检测和保护系统硬件电路,通过搭建混合式微网智能断路器实验平台,验证了该硬件电路的可靠性。 展开更多

关键词 短路故障 电流上升率 短路电流早期检测 智能断路器

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快速晶闸管在纳秒脉冲高压发生器中的应用分析 被引量：7

17

作者 李黎 冯希波 +3 位作者 鲍超斌 张钦 林福昌 潘垣 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第16期197-203,1,共7页

紧凑型纳秒快脉冲高压发生器在电工新技术领域有重要实践意义。该文对快速晶闸管在磁芯变压器式纳秒快脉冲发生器中的应用进行分析研究。通过对等值电路的分析,给出脉冲变压器原、副方电压、电流的表达式,并进行相关极值分析,理论推导... 紧凑型纳秒快脉冲高压发生器在电工新技术领域有重要实践意义。该文对快速晶闸管在磁芯变压器式纳秒快脉冲发生器中的应用进行分析研究。通过对等值电路的分析,给出脉冲变压器原、副方电压、电流的表达式,并进行相关极值分析,理论推导快速晶闸管在工作过程中的通态电流上升率(di/dt)平均值和最大值的数学表达式,通过实验研究分析实际回路中磁芯饱和的影响、变压器漏感和晶闸管di/dt最大值的测算方法,讨论最佳匝数比对晶闸管的影响以及限制di/dt的技术措施。研究结论能够对快速晶闸管在磁芯谐振式纳秒快脉冲高压发生器中的应用选型和优化设计提供一定的技术参考。 展开更多

关键词 快速晶闸管 纳秒脉冲 脉冲变压器 电流上升率

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直流牵引系统馈线微机保护装置 被引量：9

18

作者 孔玮 崔运海 +3 位作者 秦立军 杨奇逊 黄旭红 丁复华 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期92-96,共5页

直流牵引系统馈线远端非金属性小短路电流故障是直流牵引系统馈线保护的难点。文中阐述了电流变化量保护原理,分析了牵引馈线远端经电阻短路和电弧短路故障电流的变化特征;提出采用电流变化率为启动元件电流增量检测的主保护判据,并针... 直流牵引系统馈线远端非金属性小短路电流故障是直流牵引系统馈线保护的难点。文中阐述了电流变化量保护原理,分析了牵引馈线远端经电阻短路和电弧短路故障电流的变化特征;提出采用电流变化率为启动元件电流增量检测的主保护判据,并针对电弧故障电流变化特征提出电流增量辅助保护判据,两者相结合实现直流牵引系统馈线保护方案;详细分析了不同情况下保护判据的动作特性及整定原则;以该保护方案为基础研制开发了馈线微机保护装置,并通过了保护测试与现场试验。 展开更多

关键词 直流牵引系统 馈线保护 电流上升率 电流增量

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基于桥臂电压控制的MMC直流短路主动限流方法 被引量：16

19

作者 李国庆 杨勇 +2 位作者 辛业春 江守其 王拓 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期144-152,共9页

基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的柔性直流输电系统直流短路后电流上升迅速且伴随大量的能量释放,为限制其故障电流,提出一种基于桥臂电压控制的MMC主动限流方法。根据故障电流影响因素分析,针对不同交流出... 基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的柔性直流输电系统直流短路后电流上升迅速且伴随大量的能量释放,为限制其故障电流,提出一种基于桥臂电压控制的MMC主动限流方法。根据故障电流影响因素分析,针对不同交流出口特性需求,设计了故障期间桥臂电压控制方法,通过减小桥臂电压直流分量降低直流出口电压,从而抑制故障电流上升率;考虑主动限流策略对交流电压及桥臂电流的影响,以MMC不闭锁为约束条件,设计了控制参数的选取原则,最后在四端直流电网中对该主动限流方法的限流效果及其对故障切除后功率恢复的影响进行了仿真分析。结果表明,所提主动限流方法能够有效限制短路电流,降低直流断路器的电流开断难度,且对故障切除后的功率恢复影响较小。 展开更多

关键词 MMC 直流故障 直流电网 电流上升率 主动限流

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矿用架线机车直流馈线的微机保护 被引量：3

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作者 程红 李真山 李军 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2010年第12期85-88,共4页

结合国内煤矿直流架线牵引馈电网络的特点,对矿用直流架线远端短路保护的难点进行了分析。在深入研究基于电流上升率+电流增量保护的直流馈电短路保护工作原理基础上,完成了基于微处理器的直流架线馈线微机保护装置的总体设计,包括主电... 结合国内煤矿直流架线牵引馈电网络的特点,对矿用直流架线远端短路保护的难点进行了分析。在深入研究基于电流上升率+电流增量保护的直流馈电短路保护工作原理基础上,完成了基于微处理器的直流架线馈线微机保护装置的总体设计,包括主电路和控制电路两部分的硬件系统设计,以及基于电流上升率保护+电流增量保护算法的直流馈线短路保护软件设计。其中重点讨论了负荷电流定时采样及处理中断服务程序的设计思路,并给出设计流程图。 展开更多

关键词 直流架线 馈线保护 电流上升率 短路保护 保护装置

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