一種全固態(tài)納秒級(jí)脈沖發(fā)生裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及脈沖發(fā)生裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種全固態(tài)納秒級(jí)脈沖發(fā)生
目.ο
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展，電力需求也隨之增長(zhǎng)。電力裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行變得愈發(fā)重要，電力一次設(shè)備作為電力裝置最關(guān)鍵的部分，其安全穩(wěn)定直接關(guān)系到電力裝置的安全。電力變壓器是最主要的電力一次設(shè)備，在短路電流產(chǎn)生的強(qiáng)大動(dòng)力作用下，變壓器繞組可能失去穩(wěn)定性，導(dǎo)致局部扭曲、鼓包或移位等永久性變形現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)將直接造成突發(fā)性損壞事故。試驗(yàn)證明變壓器繞組變形具有累積效應(yīng)，因此及時(shí)準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)變壓器繞組障礙，對(duì)電力變壓器乃至整個(gè)電力裝置安全運(yùn)行至關(guān)重要。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，頻率響應(yīng)法是電力變壓器繞組變形檢測(cè)較常用的方法。變壓器繞組在較高頻率的電壓作用下，每個(gè)繞組均可視為一個(gè)由線性電阻、電感、電容等分布參數(shù)構(gòu)成的無(wú)源線性雙口網(wǎng)絡(luò)，其內(nèi)部特性可通過(guò)傳遞函數(shù)描述，如果繞組發(fā)生變形，繞組內(nèi)部的分布電感、電容等參數(shù)必然發(fā)生變化，頻率響應(yīng)特性發(fā)生改變。頻率響應(yīng)法是通過(guò)檢測(cè)變壓器繞組的頻率響應(yīng)特性，并對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行縱向和橫向比較，根據(jù)頻率響應(yīng)特性的變化程度，判斷變壓器可能發(fā)生的繞組變形情況。
[0004]頻率響應(yīng)法對(duì)變壓器繞組變形情況進(jìn)行檢測(cè)時(shí)需要借助脈沖發(fā)生裝置，但是脈沖發(fā)生器故障信號(hào)一般為指數(shù)衰減波，此信號(hào)經(jīng)過(guò)比較器與正常值比較后輸出為方波信號(hào)，若以此信號(hào)作為故障控制信號(hào)，則在高電平時(shí)裝置外部表現(xiàn)為正常狀態(tài)，低電平時(shí)裝置外部表現(xiàn)為故障狀態(tài)，這樣大大降低了裝置的安全性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型實(shí)施例中提供了一種全固態(tài)納秒級(jí)脈沖發(fā)生裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中故障信號(hào)時(shí)而正常時(shí)而故障，降低裝置安全性問(wèn)題。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型實(shí)施例公開(kāi)了如下技術(shù)方案:
[0007]本實(shí)用新型公開(kāi)了一種全固態(tài)納秒級(jí)脈沖發(fā)生裝置，包括:直流電源、固態(tài)Marx電路、電流傳感器、FPGA控制電路和保護(hù)控制電路；
[0008]所述FPGA控制電路分別電連接至所述直流電源和固態(tài)Marx電路；
[0009]所述直流電源電連接至所述FPGA控制電路和固態(tài)Marx電路，為所述FPGA控制電路和固態(tài)Marx電路供電；
[0010]所述Marx電路電連接至負(fù)載，所述電流傳感器設(shè)置在所述Marx電路和負(fù)載之間，且所述電流傳感器通過(guò)所述保護(hù)控制電路電連接至所述FPGA控制電路;其中，
[0011]所述保護(hù)控制電路包括電壓比較電路和RS保持電路，所述電壓比較電路與所述RS保持電路電連接，所述電流傳感器電連接至所述電壓比較電路，所述RS保持電路電連接至所述FPGA控制電路。
[0012]優(yōu)選的，所述全固態(tài)納秒級(jí)脈沖發(fā)生裝置還包括電壓控制電路和同步觸發(fā)控制電路，所述電壓控制電路分別與所述FPGA控制電路和直流電源電連接、且控制所述直流電源的輸出電壓；
[00?3 ]所述同步觸發(fā)控制電路分別與所述FPGA控制電路和固態(tài)Marx電路電連接、且控制固態(tài)Marx電路輸出脈沖。
[0014]優(yōu)選的，所述電壓比較電路包括RC整形電路、跟隨電路、閾值電壓設(shè)定電路和電壓比較運(yùn)算電路，所述RC整形電路、跟隨電路和電壓比較運(yùn)算電路依次電連接，所述閾值電壓設(shè)定電路與所述電壓比較運(yùn)算電路電連接；
[0015]所述電壓比較運(yùn)算電路與所述RS保持電路電連接。
[0016]優(yōu)選的，所述電壓比較電路還包括高壓開(kāi)關(guān)二極管，所述高壓開(kāi)關(guān)二極管一端與所述RC整形電路電連接、另一端與所述電流傳感器連接。
[0017]優(yōu)選的，所述RS保持電路包括RS觸發(fā)器和復(fù)位電路，所述RS觸發(fā)器與所述復(fù)位電路電連接，所述RS觸發(fā)器與所述電壓比較電路電連接。
[0018]優(yōu)選的，所述RS保持電路還包括故障指示器，所述故障指示器與所述RS觸發(fā)器電連接。
[0019]優(yōu)選的，所述故障指示器包括發(fā)光二極管。
[0020]優(yōu)選的，所述直流電源與固態(tài)Marx電路之間電連接有限流保護(hù)電阻。
[0021]優(yōu)選的，所述同步觸發(fā)控制電路包括半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，所述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)控制所述同步觸發(fā)控制電路與固態(tài)Marx電路之間的通斷。
[0022]本實(shí)用新型的有益效果包括:通過(guò)設(shè)計(jì)電壓比較電路和RS保持電路實(shí)現(xiàn)電壓比較，判斷回路電壓是否超過(guò)閾值，如果超過(guò)閾值則輸出故障信號(hào)，故障信號(hào)在經(jīng)過(guò)RS保持電路后，實(shí)現(xiàn)故障保持功能，直到故障解除，從而避免裝置在出現(xiàn)故障時(shí)，外部表現(xiàn)為時(shí)而正常時(shí)而故障切換狀態(tài)，有效的提高了裝置的安全性。
【附圖說(shuō)明】
[0023]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種全固態(tài)納秒級(jí)脈沖發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種電壓比較電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種RS保持電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖1-圖3中，符號(hào)表不:
[0028]1 -直流電源，2-固態(tài)Marx電路，3_電流傳感器，4-FPGA控制電路，5_保護(hù)控制電路，6-電壓比較電路，7-RS保持電路，8-RC整形電路，9-跟隨電路，10-閾值電壓設(shè)定電路，11 -電壓比較運(yùn)算電路，12-復(fù)位電路，13-電壓控制電路，14-同步觸發(fā)控制電路，15-RS觸發(fā)器。
【具體實(shí)施方式】
[0029]本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種全固態(tài)納秒級(jí)脈沖發(fā)生裝置，為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0030]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，并使本實(shí)用新型實(shí)施例的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0031]參見(jiàn)圖1，為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種全固態(tài)納秒級(jí)脈沖發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]本實(shí)用新型公開(kāi)的脈沖發(fā)生裝置包括直流電源1、固態(tài)Marx電路2、電流傳感器3、FPGA控制電路4和保護(hù)控制電路5。
[0033]FPGA控制電路4分別電連接至直流電源1和固態(tài)Marx電路2，直流電源1電連接至FPGA控制電路4和固態(tài)Marx電路2，為FPGA控制電路4和固態(tài)Marx電路2供電，F(xiàn)PGA控制電路4控制直流電源1通過(guò)保護(hù)電阻向固態(tài)Marx電路2充電，并且為FPGA控制電路4供電，同時(shí)FPGA控制電路4向固態(tài)Marx電路2發(fā)送脈沖信號(hào)控制指令。
[0034]Marx電路電連接至負(fù)載，電流傳感器3設(shè)置在Marx電路和負(fù)載之間，且電流傳感器3通過(guò)保護(hù)控制電路5電連接至FPGA控制電路4;其中，保護(hù)控制電路5包括電壓比較電路6和RS保持電路7，電壓比較電路6與RS保持電路7電連接，電流傳感器3電連接至電壓比較電路6，RS保持電路7電連接至FPGA控制電路4 Jarx電路可在負(fù)載上形成高壓納秒脈沖，電流傳感器3將檢測(cè)到的放電回路中的電流信號(hào)傳送給電壓比較電路6，電壓比較電路6判斷電壓是否超過(guò)閾值，如果超過(guò)閾值，電壓比較電路6將故障信號(hào)傳送給RS保持電路7，故障信號(hào)通過(guò)RS保持電路7，RS保持電路7可以再故障信號(hào)為低電平時(shí)能夠持續(xù)保持為低電平，直到故障切除。
[0035]由圖1可知，本實(shí)施例提供的固態(tài)納秒級(jí)脈沖發(fā)生裝置還包括電壓控制電路13和同步觸發(fā)電路，電壓控制電路13分別與FPGA控制電路4和直流電源1電連接、且控制所述直流電源1的輸出電壓，同步觸發(fā)控制電路14分別與FPGA控制電路4和固態(tài)Marx電路2電連接、且控制固態(tài)Marx電路2輸出脈沖。電壓控制電路13主要受FPGA控制電路4的控制，從而控制直流電源1的輸出電壓，同步觸發(fā)控制電路14也受FPGA控制電路4的控制，從而控制固態(tài)Marx電路2輸出脈沖的脈沖寬度、重復(fù)頻率以及個(gè)數(shù)等。
[0036]由上述描述可知，F(xiàn)PGA控制電路4為本實(shí)用新型的核心，F(xiàn)PGA控制電路4用來(lái)控制脈沖發(fā)生裝置的整個(gè)工作流程。當(dāng)需要使用脈沖發(fā)生裝置檢測(cè)變壓器繞組工況時(shí)，F(xiàn)PGA控制電路4接收控制指令，并導(dǎo)通電壓控制電路13，電壓控制電路13控制直流電壓的輸出電壓，在導(dǎo)通電壓控制電路13的同時(shí)，也導(dǎo)通同步觸發(fā)控制電路14，同步觸發(fā)控制電路14觸發(fā)固態(tài)Marx電路2，使固態(tài)Marx電路2在負(fù)載上形成高壓納秒級(jí)脈沖。此時(shí)電流傳感器3實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)回路中的電流，電流傳感器3將監(jiān)測(cè)到的電流信號(hào)傳送給電壓比較電路6，如圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種電壓比較電路6結(jié)構(gòu)示意圖