本发明专利技术提供一种电力二次设备强电磁脉冲防护装置及参数确定方法和系统，所述防护装置包括四级滤波电路，一级滤波电路包括π形滤波电路和金属氧化物压敏电阻MOV，其中，π型滤波电路用于将电磁脉冲的次高频能量入地，MOV用于在电磁脉冲使电路承受过电压时进行电压钳位；二级滤波电路是第一调谐LC电路，用于吸收MOV动作后的残压；三级滤波电路包括瞬变电压抑制二极管TVS和电感L，用于吸收电磁脉冲的高频能量；四级滤波电路是第二调谐LC电路，用于吸收三级滤波电路滤波后的残压。采用本发明专利技术所述强电磁脉冲防护装置，通过合理选择电路中元器件参数，可有效抑制电磁脉冲，而且批量生产造价低，在提高电磁脉冲防护效果的基础上，大大降低了成本。大降低了成本。大降低了成本。
【技术实现步骤摘要】
电力二次设备强电磁脉冲防护装置及参数确定方法和系统
[0001]本专利技术涉及电磁干扰防护领域，并且更具体地，涉及一种电力二次设备强电磁脉冲防护装置及参数确定方法和系统。
技术介绍
[0002]电磁脉冲是电磁波的一种表现形式，它是一种瞬变电磁现象，时域上其波形一般具有陡峭的前沿，脉宽较窄，频域上则频谱范围较宽，它能在极短时间内，以电磁波的形式，将强大能量传至远处。电磁脉冲具有涵盖面积大、时间短暂及高能量与频率范围宽的特性，它以空间辐射传播形式，透过电磁波，可对电子、信息、电力、光电、微波等设施造成破坏，可使电子设备半导体绝缘层或集成电路烧毁，甚至设备失效或永久损坏。一般上升沿越陡，脉宽越宽(即能量高)的电磁脉冲，对电子设备的破坏力越大。
[0003]强电磁脉冲主要由雷电、电力系统高压开关操作、核武器爆炸和电磁脉冲武器产生。雷电电磁脉冲能量巨大，但上升沿相对较缓(一般为数微秒)，电力系统高压开关操作产生的电磁脉冲上升沿可达纳秒级，脉冲幅值一般不高，此两种电磁脉冲的防护研究较多，防护器件已应用于电力系统中，具有较好的效果，基本解决了电力系统设备受雷电和开关操作电磁脉冲影响的问题。核电磁脉冲实际很难遇到。电磁脉冲武器产生的电磁脉冲即具有陡峭的脉冲前沿(可达1纳秒1以下)，且幅值高达100kV/m以上，对电力系统二次设备破坏力更大，是和平条件下电力系统应重点防御的一种攻击方式。随着大容量、特高压电网的发展，变电站设计中逐渐采用结构紧凑的气体绝缘开关电器，运用综合自动化技术，将保护/控制设备下放至开关场中，上述措施的采用在提高了运行可靠性，节约了大量电缆、降低了工程造价和施工量的同时，也使得二次设备更容易受到强电磁骚扰的影响，特别是随着二次设备不断向数字化、集成化和高速化方向发展，它们对外界干扰的敏感度远大于传统的控制/保护设备，微机保护和自动化装置中的信号电缆和电源线，极易耦合空间瞬态电磁场，因此亟需开发一种适用于电力系统二次设备的强电磁脉冲防护装置，提升电力系统在电磁脉冲武器攻击下的可靠性。
技术实现思路
[0004]为了解决现有技术中的电磁脉冲防护装置主要是针对雷电电磁脉冲，电力系统高压开关操作产生的脉冲，并没有考虑电磁脉冲武器产生的强电磁脉冲对电力系统二次设备的影响的问题，本专利技术提供一种电力二次设备强电磁脉冲防护装置及参数确定方法和系统。
[0005]根据本专利技术的一方面，本专利技术提供一种电力二次设备强电磁脉冲防护装置，所述装置包括四级滤波电路，其中：
[0006]一级滤波电路包括π形滤波电路和金属氧化物压敏电阻MOV，其中，π型滤波电路用于将电磁脉冲的次高频能量入地，MOV用于在电磁脉冲使电路承受过电压时进行电压钳位；
[0007]二级滤波电路是第一调谐LC电路，用于吸收MOV动作后的残压；
[0008]三级滤波电路包括瞬变电压抑制二极管TVS和电感L，用于吸收电磁脉冲的高频能量；
[0009]四级滤波电路是第二调谐LC电路，用于吸收三级滤波电路滤波后的残压。
[0010]可选地，所述装置还包括四个屏蔽单元，用于对四级滤波电路分别进行封装，阻止电磁脉冲通过空间辐射影响下一级滤波电路的滤波效果。
[0011]可选地，所述π型滤波电路用于将电磁脉冲的次高频能量入地，三级滤波电路用于吸收脉冲的高频能量，其中，所述次高频指0.5MHz
‑
20MHz，高频指20MHz
‑
1GHz。
[0012]可选地，所述第一调谐LC电路和所述第二调谐LC电路是电感和电容串联的电路。
[0013]根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供一种电力二次设备强电磁脉冲防护装置的参数确定方法，所述方法包括：
[0014]步骤1，对强电磁脉冲防护装置中的元器件进行传输参数测试，通过元器件高频模型确定每个元器件的杂散参数；
[0015]步骤2，根据预先建立的考虑杂散参数的强电磁脉冲防护装置的电路仿真模型，基于设置的元器件技术经济性参数优化范围，计算元器件初始参数值C
i
；
[0016]步骤3，通过电磁脉冲EMP试验，采用试验干扰源对根据元器件初始参数值构成的强电磁脉冲防护装置的防护效果进行第i次验证，测量验证结果Y
i
；
[0017]步骤4，当所述验证结果Y
i
小于结果阈值Y，且i＜I时，基于所述元器件初始参数值C
i
在设置的元器件技术经济性参数优化范围调整电路参数，得到元器件迭代参数值C
i+1
，令i＝i+1，转至步骤3，当所述验证结果Y
i
不小于结果阈值Y，且i≤I，或者当所述验证结果Y
i
小于结果阈值Y，且i＝I时，确定元器件最优参数值为C
i
，其中，1≤i≤I，I是迭代次数阈值，i，I为自然数。
[0018]根据本专利技术的再一方面，本专利技术提供一种电力二次设备强电磁脉冲防护装置的参数确定系统，所述系统包括：
[0019]杂散参数模块，用于对强电磁脉冲防护装置中的元器件进行传输参数测试，通过元器件高频模型确定每个元器件的杂散参数；
[0020]初始参数模块，用于根据预先建立的考虑杂散参数的强电磁脉冲防护装置的电路仿真模型，基于设置的元器件技术经济性参数优化范围，计算元器件初始参数值C
i
；
[0021]仿真验证模块，用于通过电磁脉冲EMP试验，采用试验干扰源对根据元器件初始参数值构成的强电磁脉冲防护装置的防护效果进行第i次验证，测量验证结果Y
i
；
[0022]最优参数模块，用于当所述验证结果Y
i
小于结果阈值Y，且i＜I时，基于所述元器件初始参数值C
i
在设置的元器件技术经济性参数优化范围调整电路参数，得到元器件迭代参数值C
i+1
，令i＝i+1，转至仿真验证模块，当所述验证结果Y
i
不小于结果阈值Y，且i≤I，或者当所述验证结果Y
i
小于结果阈值Y，且i＝I时，确定元器件最优参数值为C
i
，其中，1≤i≤I，I是迭代次数阈值，i，I为自然数。
[0023]本专利技术技术方案提供的强电磁脉冲防护装置及参数确定方法和系统，其中，所述防护装置包括四级滤波电路，其中一级滤波电路包括π形滤波电路和金属氧化物压敏电阻MOV，其中，π型滤波电路用于将电磁脉冲的次高频能量入地，MOV用于在电磁脉冲使电路承受过电压时进行电压钳位；二级滤波电路是第一调谐LC电路，用于吸收MOV动作后的残压；三级滤波电路包括瞬变电压抑制二极管TVS和电感L，用于吸收电磁脉冲的高频能量；四级
滤波电路是第二调谐LC电路，用于吸收三级滤波电路滤波后的残压。采用本专利技术所述强电磁脉冲防护装置，通过合理选择电路中元器件参数，可有效抑制电磁脉冲，实际电磁脉冲电流抑制比可达10倍，批量生产造价低于2000元，在提高电磁脉冲防护效果的基础上，大大降低了成本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电力二次设备强电磁脉冲防护装置，其特征在于，所述装置包括四级滤波电路，其中：一级滤波电路包括π形滤波电路和金属氧化物压敏电阻MOV，其中，π型滤波电路用于将电磁脉冲的次高频能量入地，MOV用于在电磁脉冲使电路承受过电压时进行电压钳位；二级滤波电路是第一调谐LC电路，用于吸收MOV动作后的残压；三级滤波电路包括瞬变电压抑制二极管TVS和电感L，用于吸收电磁脉冲的高频能量；四级滤波电路是第二调谐LC电路，用于吸收三级滤波电路滤波后的残压。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括四个屏蔽单元，用于对四级滤波电路分别进行封装，阻止电磁脉冲通过空间辐射影响下一级滤波电路的滤波效果。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述π型滤波电路用于将电磁脉冲的次高频能量入地，三级滤波电路用于吸收脉冲的高频能量，其中，所述次高频指0.5MHz
‑
20MHz，高频指20MHz
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1GHz。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一调谐LC电路和所述第二调谐LC电路是电感和电容串联的电路。5.一种电力二次设备强电磁脉冲防护装置的参数确定方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1，对强电磁脉冲防护装置中的元器件进行传输参数测试，通过元器件高频模型确定每个元器件的杂散参数；步骤2，根据预先建立的考虑杂散参数的强电磁脉冲防护装置的电路仿真模型，基于设置的元器件技术经济性参数优化范围，计算元器件初始参数值C
i
；步骤3，通过电磁脉冲EMP试验，采用试验干扰源对根据元器件初始参数值构成的强电磁脉冲防护装置的防护效果进行第i次验证，测量验证结果Y
i
；步骤4，当所述验证结果Y
i
小于结果阈值Y，且i＜I时，基于...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹏，赵明敏，杨志超，林珊珊，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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