冲击电压发生器MATLAB程序
冲击电压试验操作流程(全波实验)
冲击试验操作流程
全波实验：
(1)试品接线和设备调整：
①试品高压单相或试品高压短接连电容分压器高压输出
②试品接线和设备调整完成之后把接地棒放在指定位置
(2)波形分析软件的设置：
①双击软件图标
②单击@选项
键入密码：111111
③冲击参数设置：
改变各个通道所对应的变比
电压波形显示参数里选择：
T1(30%-90%) T2(50%波尾）UpMax(波形最大值）
UpMin(波形最小值）
选择好之后点确定
设置电压的量程
设置示波器采集极性和控制软件对应
选择使用的通道
选择10us
点击设置示波器
点击开始测试
(3)冲击控制系统操作：
双击冲击控制器图标进入软件
①点击本体设置
②在弹出的对话框里的输入所需要的级电压和
充电时间
③点击确定
④将截球手动增大至最大
⑤点击
⑥待电压充到设定电压之后自动触发
⑦待触发完成后点击高压分断
半电压调波形半电压波形调完之后做全电压试验
波头时间1.2us±30％=0.84us—1.56us标准波尾时间50us±20％=40us-60us 标准波头时间长减小电阻波头时间短增大电阻波尾时间长减小电阻波尾时间短增大电阻。
冲击电压发生器
高电压技术课程设计姓名：赖智鹏学号：U200811806班级：电气0809班邮箱：冲击电压发生器的设计一、引言冲击电压发生器是一种产生脉冲波的高电压发生装置，在电力系统中主要用于研究电力设备遭受大气过电压和操作过电压时的绝缘性能。
本文是高电压技术课程的课程设计，参考相关文献完成了冲击电压发生器设计，了解了该装置基本原理、设计流程、注意事项等。
二、设计过程1. 最大输出电压300～800kV2. 冲击电容为保证冲击电压发生器有较大适用范围，考虑试验可能遇到的最大的试品电容（不考虑大电力变压器和整卷电缆试验的情况）（1）试品中互感器电容最大，约1000pF（2）冲击电压发生器的对地杂散电容和高压引线及球隙等的电容估计值取500pF （3）电容分压器（分压器采用电容式分压器）的电容估计值取600pF 由此得出，总的负荷电容约为210005006002100C pF=++=为保证发生器有足够高的效率，同时兼顾经济性，冲击电容取负荷电容10至20倍，则冲击电容为12(1020)(2100031500)C ～C ～pF==3. 电容器的选择型号MY110—0.2脉冲电容器参数如下表需满足两个要求：（1）电压发生器额定电压要求：300～800kV （2）冲击电容要求：21000～31500pF采用MY110—0.2脉冲电容器，7级串联，此时冲击电压发生器串联放电时，峰值电压约为770kV 满足（300～800kV ），且冲击电容为200000/7=28571满足（21000～31500pF ）4. 回路选择采用高效回路，单边充电。
图 1 高效回路上图中C为型号MY110-0.2脉冲电容器， R为充电电阻，r为保护电阻（同时起均压作用，使电容充电比较均匀），大小取10R，rf为波头电阻，rt为波尾电阻。
回路化简及等效如下图图 2 等效回路充电测量：毫安表测量充电电流，微安表与大电阻串联测量充电电压。
图 3 充电回路电参数测量5. 冲击电压发生器主要参数（1）额定电压U1=7*110=770kV （2）冲击电容C1=200000/7=28571pF（3）能量W=1/2*0.028571*10^-6*(770*10^3)^2= 8.4699e+003J=8.47kJ6. 波头电阻和波尾电阻计算假定（1）试品电容为1000pF （2）负荷电容为2100pF 则由于波前时间等效回路：图 4 波前时间等效回路：波头长1212612121221001028571101.2103.24 3.24122100102857110f f f C C t r r C C -----⨯⨯⨯=⨯=⨯⨯=⨯⨯+⨯+⨯∑∑得189.33189fr =Ω=Ω∑， 27.047127.0189.33/7f r =Ω==Ω波长时间等效回路图 5 波长时间等效回路：波长时间61250100.69(285712100)10t tt r --=⨯=⨯⨯+⨯∑得2362.6=2363t r =ΩΩ∑，2362.6/3377.5t r ==Ω7. 充电电阻和保护电阻阻值计算及电阻材料的选择下图为充电回路内部环流，为减小充电回路内部放电回路对冲击电压发生器放电回路的影响，要求R+rf>10～20rt 。
高电压技术课程设计——冲击电压发生器的设计 精品
高电压技术课程设计——冲击电压发生器的设计电气与电子工程学院冲击电压发生器的设计电力系统种的高压电气设备，除了承受长时期的工作电压外，在运行过程种，还可能会承受短时的雷电过电压和操作过电压的作用。
一般用冲击高压试验来检验高压电气设备的雷电过电压和操作过电压作用下的绝缘性能或保护性能。
雷电冲击高压试验采用全波冲击电压波形或截波冲击电压波形，这种冲击电压持续时间较短，约数微秒至数十微秒，它可以由冲击电压发生器产生；操作冲击电压试验采用操作冲击电压波形，其持续时间较长，约数百微秒至数千微秒，它利用变压器产生，也可利用冲击电压发生器产生。
许多高电压试验室的冲击电压发生器既可以产生雷电冲击电压波，也可以产生操作冲击电压波。
冲击电压发生器是产生冲击电压波的装置。
雷电冲击电压波是一个很快地从零上升到峰值然后较慢地下降地单向性脉冲电压。
一.设计目标：输出波形为1.2/50μs标准波形，回路采用高效率回路，输出电压为300～800kV，发生器级数为4～8级。
二.设计过程：1．试品电压等级的确定表1.冲击电压发生器标称电压与被测试设备额定电压间关系试品额定电压/ kV 35 110 220 330 500冲击电压发生器标称电压/ MV0.4～0.6 0.8～1.5 1.8～2.7 2.4～3.6 2.7～4.2要求的输出电压为300~800kV，根据上表，可以暂定试品的电压等级为66kV。
根据66kV设备雷电冲击耐受电压(峰值)表，可知变压器类设备的内绝缘的耐受电压最高，为385kV，击穿电压和闪络电压都高于试验电压，考虑为研究试验取裕度系数1.3；长期工作时冲击电压发生器会发生绝缘老化，考虑老化系数取1.1；假定冲击电压发生器的效率为85%，故冲击电压发生器的标称电压应不低于：1385 1.3 1.1/0.85647U kV kV =⨯⨯=所以可取冲击电压发生器的标称电压为660kV2．冲击电容的选定如不考虑大电力变压器试验和整卷电缆试验，就数互感器的电容较大，约1000pF ，冲击电压发生器的对地杂散电容和高压引线及球隙等的电容如估计为500pF ，电容分压器的电容如估计为600pF ，则总的负荷电容为2(1000500600)2100C pF pF =++=如按冲击电容为负荷电容的10倍来估计，约需冲击电容为121021000C C pF ==从国产脉冲电容器的产品规格中找到MY110—0.2瓷壳高压脉冲电容器比较合适，这种电容器的规格如表3所示。
(完整word版)冲击电压发生器仿真设计
冲击电压发生器仿真设计一、设计目的1.理解冲击电压发生器的工作原理和绝缘冲击试验的内容；2.掌握冲击电压发生器的设计方法和matlab仿真软件的使用；3.学习分析冲击电压发生器充电回路的效率及波形参数。
二、设计要求1.设计一台冲击电压发生器，产生冲击电压波。
冲击波形的参数：波前时间为2.0us，半峰值时间为36us；试品电压等级110kV。
2.参考《高电压试验技术》（清华大学版）。
三、设计任务1.画出电路设计原理图选用高效率双边对称充电回路，如图3、4所示图3 发生器的充电回路图4 发生器的放电回路2.确定各元件参数2.1额定电压的选择：110kV产品的雷电冲击试验电压如表所示（按GB311.1-1997）表1 110kV产品的雷电冲击耐受电压上表所示的都是耐受电压。
击穿电压和闪络电压都高于试验电压，考虑为研究试验取裕度系数1.3;长期工作时冲击电压发生器会发生绝缘老化，考虑老化系数1.1；假定冲击电压发生器的效率为85%，故冲击电压发生器的标称电压应不低于U1=550×1.3 ×1.1 /0.85kV=925.3kV2.2冲击电容的选择：如不考虑大电力变压器试验和整卷电缆试验和互感器试验，就绝缘子的电容按100pF冲击电压发生器的对地杂散电容和高压引线及球隙等的电容如估计为500pF ,电容分压器的电容估计为600pF，则总的负荷电容为C2=100+500+600=1200pF如按冲击电容为负荷电容的10倍来估计，约需冲击电容为C1=10C2=12000pF2.3电容量的选择：从国产脉冲电容器的产品规格中找到MY220-0.1瓷壳高压脉冲电容器比较合适，电容器规格如下表2表2用此电容器5级串联，标称电压可达到1100 kV ，基本上满足前述需要。
每级由两个电容器串联，使冲击电容C 1=0.1/5=0.02μF此值＞10C 2 可使（电压）效率不致很低。
2.4冲击电压发生器主要参数：标称电压 1=22051100U k ⨯=冲击电容 10.02C F μ=标称能量 2211/20.02(1100)/212.1n W C U F kV kJ μ==⨯=2.4波前电阻和放电电阻的计算当试品电容为100pF ，负荷总电容1200pF 时，波前时间12122.0 3.24/()3.240.020.0012/(0.0212)f f f T s R C C C C R F F F μμμμ==⨯+=⨯⨯求得545.26f R =Ω，每级电阻/5109.1f f r R ==Ω 考虑回路电感影响时，12122.33/()f f T R C C C C =⨯+求得758.22f R =Ω，每级电阻/5151.6f f r R ==Ω。
冲击电压发生器的MathCAD程序设计
6．硅堆选择
3 Uc 10
短时最大电流： Imax:= 1.1 Rb
Imax = 0.303
Imax If :=
额定整流电流：
2 30
If = 0. 055
硅堆反峰电压： Uf := 2. 1Uc Uf = 231
G(Uf ,If ) := cur ve ←
i ←0
j← 0
f or j ∈0.. 23
62
7．变压器的容量：P := 2.5 K C 10 Uc
t
P = 5.042×10 3
变压器电压有效值： Uvt := 0.8Uc Uvt = 88
变压器选择全绝缘变压器，100 kV，10 kVA 容量即可。
8．球隙参数选择
ф2 50 m m 球 隙在 距 离为 45 m m 时放 电 电压 为
PP0 ,i ← Uc
PP1 ,i ← cu rve1 , j
PP ← K 2 ,i
i ←i+ 1
PP
110 220 C(600, 0.0034) = 0.2 0.1
63
图 1 冲击电压发生器原理图 其中：C 0- 主电容，G- 隔离间隙，Rf-波前电阻， R t -波尾电阻，C f - 波前电容，C x-被试品 Ma th C AD 程序设计的算例参数要求： 电 压 等 级 6 00 k V， 波 形 参 数 1.2 / 5 0 μs ， 试 品 电 容 4 00 PF ，效率η=8 5%。 二、冲击电压发生器的 Mat hCAD程序设计 Ma th C AD 是大家熟知的数学计算软件，该软件对解决 需要反复调试 参数的计算问题很直观方便 。其中的校核程序 和查表程序还 可以很大程度上提高设计过 程的自动化程度。 对不同的方案 ，设计人员一般只需修改初 始值和几个重定义 值，就可以得 到新的设计结果，程序设计 的通用性比较好。 以 6 00 kV 冲击电压发生器为例，其 M a th C AD 程序设计如 下： 1．脉冲电容器的选择 冲击电压发生器的额定电压：U1 :=6 60 波前电容：C 2:= 0.0 03 4
冲击电压发生器说明书
冲击电压发生器说明书江苏新亚高电压测试设备有限公司目录一、概述二、产品型号编制说明三、使用条件四、主要技术参数五、设备组成六、使用方法七、注意事项八、日常维护九、成套设备的主要部件十、随机文件及附件一、概述冲击电压发生器是产生冲击电压波的装置，用于试验电力耐受大气过电压和操作过电压时的绝缘性能，所以冲击电压发生器不仅能产生雷电冲击电压波形、雷电冲击电压截波，雷电冲击电压陡波，还能产生操作冲击电压波形等。
本系列冲击电压发生器可对绝缘子串、长空气间隙、套管、互感器、变压器等试品进行冲击电压试验和其它科学研究。
二、产品型号编制说明C JD Y -----设备标称电压(kV)设备标称能量(kJ)“电压”型发生器“冲击”波CJDY系列冲击电压发生器主回路电路如下：图中：T：充电变压器（220V/80KV）D1 D2：高压硅整流器（200KV/200mA）K1 K2：自动接地开关（电磁铁220V/5Kg）R01 R02 R03：充电保护电阻（100KV/15K）R1、R2：直流电阻分压器（100KV/300MΩ）C P：耦合电容器（100KV/1000PF）R0：触发电阻（2W/1.2MΩ）C：主电容器(50KV/2×1.0UF)R：充电电阻(100KV/30KΩ)R´：充电箝位电阻(100KV/12-30KΩ)R t R,t：波尾电阻R f R,f：波头电阻C´：充电兼操作波尾电阻R´f：操作波外波头电阻C´s0：点火电容C0：串联放电球隙R0´：触发球箝位电阻R0：分压器阻尼电阻C0 C0´：弱阻尼电容分压器(400KV/300PF)C0´´：电容分压器低压臂0.4UFC3：截波装置(400KV/300PF)三、使用条件安装、使用处海拔高度不超过1000米周围空气温度：-20℃～＋40℃，空气相对湿度不大于90％(20℃)，最大温差：25℃无导电尘埃存在无火灾及爆炸危险品不含有腐蚀金属和绝缘的气体和蒸汽无剧烈振动、碰撞和强烈颠簸地平水平面不超过3度，移动式装置地面不平度±1mm/m2电源电压的波形为正弦波，波形畸变率小于3％，频率50Hz，电源侧应不受来自外部的过电压。
特高压变压器雷电冲击电压发生器设计虚拟仿真实验教学项目 -回复
特高压变压器雷电冲击电压发生器设计虚拟仿真实验教学项目-回复如何设计特高压变压器雷电冲击电压发生器的虚拟仿真实验教学项目。
第一步：项目背景介绍特高压变压器雷电冲击电压发生器是用于模拟变压器在雷电冲击下的电压响应情况，用于测试特高压变压器的抗雷击能力。
由于特高压变压器在实际操作中难以进行雷电冲击试验，因此虚拟仿真实验成为一种有效的方式。
本文将介绍如何设计特高压变压器雷电冲击电压发生器的虚拟仿真实验教学项目。
第二步：设定实验目标在设计实验前，我们需要设定实验的目标。
根据特高压变压器的特点和雷电冲击的影响因素，我们可以设定如下的实验目标：1. 模拟特高压变压器在雷电冲击下的电压响应情况。
2. 分析特高压变压器的抗雷击能力，提高其设计和维护技术。
3. 提供虚拟仿真实验平台，方便学生学习和实践。
第三步：确定实验内容和步骤根据实验目标，我们可以确定相应的实验内容和步骤。
在这里，我们可以列举以下几个重要环节：1. 特高压变压器的基本原理介绍。
2. 雷电冲击对特高压变压器的影响分析。
3. 设计特高压变压器雷电冲击电压发生器的虚拟仿真实验平台。
4. 确定实验参数和测试范围。
5. 进行仿真实验并记录实验数据。
6. 分析实验结果和验证仿真平台的有效性。
7. 提供实验报告和学习资料。
第四步：选择仿真软件和工具为了设计特高压变压器雷电冲击电压发生器的虚拟仿真实验项目，我们需要选择适用的仿真软件和工具。
常用的仿真软件包括MATLAB/Simulink、PSCAD等。
这些软件可模拟电力系统中的各种电气设备和电力故障，具有强大的建模和仿真能力，非常适合本实验的需求。
第五步：进行仿真模型设计和参数设定在设计过程中，我们需要进行仿真模型的设计和参数设定。
根据特高压变压器的电气特性和雷电冲击的电压波形，我们可以建立相应的模型，并设定合适的参数。
以MATLAB/Simulink为例，可以使用电路建模和电源模块构建特高压变压器雷电冲击电压发生器的仿真模型，并进行参数设定，包括变压器的阻抗、雷电冲击波形的幅值和时间间隔等。
第5章冲击电压发生器第5章冲击电压发生器主要内容
雷电冲击电压全波参数定义（波前时间，半峰值时间）：1.2 冲击电压的波形波峰附近振荡的全波全波波形雷电冲击电压截波参数定义（波前时间，半峰值时间，截断时间，电压跌落持续时间，电压跌落陡度）：1.2 冲击电压的波形波尾截断雷电波形波头截断雷电波形操作冲击电压参数定义（波前时间，半峰值时间，90%峰值时间）：1.2 冲击电压的波形操作冲击电压波形试品额定电压（kV）35110220330500750冲击发生器0.4~0.60.8~1.5 1.5~2.7 2.4~3.6 2.7~4.2 3.6~6.0 2.1 基本Marx冲击回路原理r—硅堆保护电阻，r>>R，r=(10~20)R；R—充电电阻；C1~C4主电容；r d—阻尼电阻（阻尼波形振荡）几~几十Ω；g1:点火球隙，g2~g4中间球隙；g0隔离球隙；C’：对地杂散电容；R f：波头电阻；R t：波尾电阻；C0：被试及测量设备的电容2.1.4 串联放电时的等效电路原理可概述为：电容并联充电，而后串联放电，而串联放电的实现是靠一组球隙来达到的。
2.1.5 输出波形2.2 双边充电的冲击电压发生器双边充电回路在不增加级数，相同充电电压下，输出电压增加一倍。
对于充电用的试验变压器，正负半波在充电时都发挥了作用。
但所用的电容器台数增加一倍。
2.3 冲击电压发生器的高效回路只有一边有R，另一边由rf、rt兼作充电电阻，rf、rt分散在各级内，无专门的rd，也无g（隔离球隙），其充电原理与前述相同，串联放电后的回路不同。
2.3 冲击电压发生器的高效回路高效回路串联放电的等效回路没有了专门阻尼电阻r d ，C 1上电压全部加到r t 上（不象前述有分压），所以输出电压较高，为高效率回路（r f 也同样阻尼了振荡）。
3 冲击电压发生器放电回路的数学分析3.1 基本分析基本Marx 回路和高效回路均有相同的等值回路，只是各自的R d 、R f 、R t 取值不同而已，对高效回路R d =0 。
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《高电压综合实验》冲击电压发生器设计MATLAB分析部分
一〃冲击电压发生器的功用及原理
冲击电压发生器是一种产生脉冲波的高电压发生装臵。
原先它只被用于研究电力设备遭受大气过电压（雷击）时的绝缘性能，近年来又被用于研究电力设备遭受操作过电压时的绝缘性能。
所以对冲击电压发生器的要求，不仅能产生出现在电力设备上的雷电波形，还能产生操作过电压波形。
冲击电压的破坏作用不仅决定于幅值，还与波形陡度有关，对某些设备要采用截断波来进行试验。
冲击电压发生器要满足两个要求：首先要能输出几十万到几百万伏的电压，同时这电压要具有一定的波形。
它的原理如下：（图见纸质报告）
实验变压器T和高压硅堆D构成整流电源，经过保护电阻r及充电电阻R向主电容器C1 —C4 充电，充电到U，出现在球隙g1—g4上的电位差也为U，若事先把球间隙距离调到稍大于U，球隙不会放电。
当需要使冲击机动作时，可向点火球隙的针极送去一脉冲电压，针极和球皮只见产生一小火花，引起点火球隙放电，于是电容器C1的上极板经g1接地，点1电位由地电位变为-U。
电容器C1与C2间有充电电阻R隔开，R比较大，在g1放电瞬间，点2和点3电位不可能突然改变，点3电位仍为+U，中间球隙g2上的电位差突然升到2U，g2马上放电，于是点2电位变为-2U。
同理，g3，g4也跟着放电，电容器C1—C4串联起来了，最后球隙g0也放电，此时输出电压为C1—C4上电压的总和，即-4U。
上述一系列过程可被概括为“电容器并联充电，而后串联放电”
二.设计目标：
输出波形为0.5/55μs标准波形，回路采用高效率回路，输出电压为100kV，发生器级数为8级。
MATLAB仿真分析：
Rf=79.7;Rt=2928.6;
C1=0.025e-6;C2=2100e-12;
b=1/(C1*C2*Rf*Rt);a=b*(C1*Rt+C2*(Rt+Rf));d=Rt*C1*b;
syms s t
U1=100;
U2=U1*d/(s*s+a*s+b);
u2=ilaplace(U2,s,t),ezplot(u2,[0,0.00001])
输出电压波形：
00.10.20.30.40.5
0.60.70.80.91x 10-5
76
78
80
82
84
86
88
90
92
t 2147309088461037862236491/2 sinh((481897192147309088461037862236491/2 t)/2147483648))/(16063239738243636282034595407883 exp(。