用于电缆故障检测用的高频高压脉冲电源研制

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1、硕士学位论文用于电缆故障检测用的高频高压脉冲电源研制TheResearchofAHighFrequencyHighVoltagePulsePowerSupplyforCableFaultDetection作者姓名：一．麈遥学科、专业：电工理途量堑堇苤学号：21013056指导教师：奎国笪塾握完成日期：至Q!墨生墨旦呈旦大连理工大学DalianUniversityofTechnology』IlllIIIIIllIlllllIIlY2416023·大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用

2、内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：盟i堕f冱赵鞋陛】因磁壶亟旦童啦犀丕互趔作者签名：廛援日期：兰!兰年—上月』L日大连理工大学硕士学位论文摘要电力电缆性能的优劣直接关系到电网的运行状况，当电力电缆发生故障时，利用电缆检测仪快速定位故障点并恢复供电，可以避免严重的经济损失，具有重要的实际意义。高压脉冲电源作为电缆检测仪中的重要组成部分，负责提供一定电压等级、一定能量的高压脉冲

3、对故障电缆进行冲击放电试验。然而，现有的高压脉冲电源普遍存在体积大、效率低、携带运输不方便等缺点，针对以上问题，本文拟研制一台小体积、轻质量、高效率的高频高压脉冲电源，用于电力电缆故障点定位。其主要技术指标为：额定工作电压：35kV士3％；额定工作电流：100mA；最大放电能量：2450J。本文首先分析了串并联谐振变换器(又称LCC谐振变换器)的工作过程，利用数学方法对其进行稳态建模和小信号分析，并通过图示分别给出负载与占空比和频率的对应关系，由此得到LCC谐振变换器的参数确定方法，为高频高压电源的谐振软开关实现奠定了理论基础。在此基础上，对高频高压脉冲电源的主电路进行设计，重

4、点阐述了高频逆变电路、驱动电路、高频高压变压器、倍压整流电路、充放电电路的设计原理和硬件实现，对高频高压变压器进行建模，并利用其分布参数实现谐振。为实现数字式一体化控制，设计了以dsPIC33F为核心的控制电路，主要实现以下功能：产生脉冲宽度调制(PulseWidthModulafion-PWM)波形：对高频高压变压器一次侧和二次侧电压电流进行采样；通过PI调节控制输出电压稳定；根据负载变化实现谐振软开关；检测系统过流、过压等故障状态并进行实时保护。软件方面，编写了以dsPIC33F处理器为核心的汇编程序，对每个功能模块的寄存器进行配置并给出程序设计流程图。最后，对整机电源进行

5、调试，详细分析了各个关键点的实验波形，并结合电力电缆故障点定位的发展，指出该电源的优缺点以及需要进一步完善的方面。本文实现了以dsPIC33F为核心的数字式一体化控制，完成了整个高频高压脉冲电源的设计以及整机调试，并通过实验证明此电源能够应用于电力电缆的故障点定位中。关键词：高频高压；LCC谐振变换器；数字化控制；软开关用于电缆故障检测用的高频高压脉冲电源研制TheResearchofAHighFrequencyHighVoltagePulsePowerSupplyforCableFaultDetectionAbs订act’Iheoperatingperformanceof廿l

6、epowercablesdirectlyrelatedtothesafeandStableoperationofthepowersystem．Whencablefaultsoccur，itisurgenttousethecabletestertolocatetheexactfaultpointrapidly，avoidingseriouseconomiclosses．Hi曲一voltagepulsepowersupply，asthemainpartofthecabletester，isresponsibleforproducingacertainenergylligh-volt

7、agepulseattheendofthefaultedcableanddeterminingtheexactfaultpoint．However,theexistingwidely-usedhi啦一voltagepulsepowersupplieshavethefollowingshortcomings：bulky，low—efficiency，inconvenienttOcalTyandtransport．Therefore，themainworkofthispaperistodevel