电力系统二次设备内部器件电磁特性与抑制措施的研究

论文摘要

本文结合具体的特高压项目,重点研究了辐射电磁场作用下换流阀控制电路板和特高压二次设备开入开出板的抗干扰问题,首先从计算理论有限积分法和有限元法分析了仿真软件包对PCB抗干扰情况的分析算法,同时提出了走线布局的一般性措施;然后基于CST和HFSS软件包的仿真分析,分析了不同方向、不同极化方向的平面波照射到PCB以及冲击电流对PCB造成的影响,分析了长导线形成的回路和密集元器件处的感应电压大小、表面电流流动情况和电磁场辐值;随后结合实物模型,设计了基于发射天线的平面波照射试验,结合仿真和试验结果对已有的PCB实物提出了相应的整改措施。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 引言
• 1.1 选题的背景与意义
• 1.1.1 研究HVDC换流阀控制电路电磁兼容问题的意义
• 1.1.2 研究特高压电网二次设备电磁兼容问题的意义
• 1.2 国内外研究概况
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 电磁辐射分析理论和PCB抗干扰的特性分析
• 2.1 理论方法和仿真软件
• 2.1.1 CST软件包简介
• 2.1.2 有限积分算法简介
• 2.1.3 HFSS软件包简介
• 2.1.4 有限元理论简介
• 2.2 HVDC环境下的作用在控制板级上的强电磁干扰
• 2.3 PCB受到强电磁波照射产生干扰的原因分析
• 2.4 换流阀控制回路PCB的基本布线要求
• 2.4.1 布线分离
• 2.4.2 直角走线
• 2.4.3 差分走线
• 2.5 小结
• 第三章 辐射电磁场作用下换流阀控制电路板的抗干扰分析
• 3.1 信号和控制回路的感应电压与电磁场的关系
• 3.2 简单的控制电路模型
• 3.2.1 基于CST的仿真
• 3.2.1.1 平面波沿-Z轴方向照射到控制电路背板
• 3.2.1.2 改变入射方向的平面波照射到控制电路
• 3.2.2 基于HFSS的仿真
• 3.2.3 CST和HFSS的仿真效能比较
• 3.3 换流阀控制系统PCB板抗干扰的分析
• 3.3.1 构建的实物模型和对应的仿真环境
• 3.3.2 不同照射方式和极化方向的平面波照射到板级的分析
• 3.3.2.1 平面波照射到控制电路的正面
• 3.3.2.2 平面波照射到控制电路的背板
• 3.3.2.3 改变极化方向平面波照射到控制电路的背板
• 3.3.3 冲击电流对PCB板级造成的影响分析
• 3.3.4 仿真效能的总结
• 3.4 二次保护设备开入开出板的仿真
• 3.5 小结
• 第四章 换流阀控制电路感应电磁骚扰的试验研究
• 4.1 试验系统的组成
• 4.2 换流阀控制面板的抗干扰试验
• 4.3 试验总结
• 4.4 换流阀控制组件PCB的整改方法
• 4.5 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况