EPON在电力中应用的要求和特点

EPON 在电力中应用的要求和特点

1：EPON 系统简介

以太网无源光网络（EPON ）是一种基于以太网的采用点到多点（P2MP ）结构的单纤双向波分复用光接入网络，EPON 网络可以灵活的组成星型、树型、总线型等网络拓扑。

EPON 单纤双向波分复用：下行发送波长：1490nm,1550nm(CATV)；上行接收波长：1310nm 。

EPON 系统由局端的光线路终端（OLT ）、用户端的光网络单元（ONU ）和光分配网络（ODN ）组成。在下行方向（OLT 到ONU ）采用广播的方式，OLT 发送的信号通过ODN 到达各个ONU 。ONU 只接收自身LLID （Logical Link Identifier ，逻辑链路标识）或者广播LLID 的数据包；在上行方向（ONU 到OLT ）采用TDMA 多址接入方式，OLT 可以为每个ONU 都分配一个时隙，各个ONU 只能在自己的时隙内顺序发送数据， ONU 发送的信号只会通过ODN 到达OLT ，而不会到达其他ONU 。ODN 由光纤和一个或多个无源光分路器和相关无源光器件等组成，在OLT 和ONU 间提供光传输通道。

EPON 系统参考结构如图所示：

光线路终端OLT 设备向网络侧提供数据、视频等业务接口，并经ODN 与ONU 通信。光网络单元ONU 设备位于用户侧，为用户提供数据、视频等业务接口。光分配网络ODN 为OLT 与ONU 之间提供光传输通道，其主要作用是完成光信号功率分配。光分配网络为点到多点结构，按照其连接方式不同，主要分为星型、树型、总线型和环型结构。ODN 的组成分为光纤光缆、无源分光器（POS ）、光连接器、光衰减器、ODF 、光缆交接箱、分纤盒等。

IF IF 用户侧接口

2：EPON在电力中的应用

目前，国家电网公司正在大力开展智能电网的建设，配电网建设中通信是一个重要环节，直接关系配网运行的质量和效率。通信网要求能够运行在各种恶劣环境下，不受天气、停电检修等影响；具有灵活的业务接口和安装方式；可扩展性强、具有较好维护性。由于光纤的价格不断下降，在各种通信方式中采用光纤无疑是首选，因其传输速率高、稳定性高、抗干扰能力强、延迟小、组网方式灵活。

建设具有光纤化、网络化特征的通信系统，是建设坚强智能、绿色环保的配电网基础之一。配电网因点多面广，开闭所、配电房/柜、柱上开关、集抄数据采集器等终端设备数目庞大，且集中和分散的程度不一。EPON（基于以太网方式的无源光网络）作为一种新型的光纤接入网技术，可以充分发挥EPON技术的点对多点、抗多点失效和天然吻合一次线路配电线缆铺设的优势、具有灵活的组网方式、业务的高QOS保障、良好的升级扩容性，可以实现分布式的以太网功能。

EPON可以灵活地组成星型、树型、总线型和环型、手拉手型全光纤保护等多种网络拓扑结构。采用EPON技术节省光缆资源(单纤)、带宽资源共享、节省机房投资、设备安全性高、建网速度快、同时具有比SDH、工业以太网更低的成本优势，是配电终端接入最经济、最稳定的通信方式。

在电力通信网应用中，EPON可为数据、语音、视频监控等提供宽带IP传输通道，在变电、配电、用电环节建立光纤通信网络，承载包括办公、配电自动化、集抄系统、变电站内通信系统。

3：EPON在电力环境下使用的要求和特点

（1）：因配电终端和通信业务接口的多样性，要求设备能同时承载多种业务，具备承载以太网/IP业务和RS232/485串口业务的能力。

能透传IEC60870-5-101/102/103/104、61850（变电站自动化）、CDT、DNP 等多种电力通信规约。

（2）：为保障EPON网络通信的可靠性，要求ONU具有双PON口和OLT组成环型或手拉手型全光纤保护网络。

（3）：为满足设备能应用于不同安装地点的多种供电场合。OLT应同时支持AC 220V和DC －48V供电。ONU支持AC 220V或DC12V，DC24V，DC －48V

供电。

（4）：配网通信远端设备通常被安装在10kV配电房、环网站、开关站或柱上开关等各种复杂的工作环境中，要求设备外壳的材质要采用耐腐蚀的金属外壳；支持壁挂式、导轨式和野外悬挂式等多种安装方式。EPON设备的外壳防护等级应符合IP30要求。ONU设备采用自然散热，不采用风扇散热。

设备工作环境，要求能满足温度-40 - +75℃，相对湿度4%－95%。（5）：设备应安装过压、过流保护器。过压、过流保护器在外接电源异常时保护设备的核心部分。OLT设备应满足YD/T 950-2008的要求。ONU设备电源

端口应具备4KV防护能力；用户接口应具备2KV防护能力。

（6）：防雷设计：电源模块以及所有通信线路均采用防雷设计，符合ITU-T K21雷击浪涌抗扰度测试标准。野外型ONU业务接口采用防雷设计，符合

ITU-T K21雷击浪涌抗扰度测试标准。

（7）：EPON配网通信为保证远距离、多站点的业务接入和传输，多采用链型或环型网络拓扑，需要多级分光，采用非均分分光器。1：2的非均分分光器的使用最为常见。

电力电子的技术应用与成功案例

电力电子技术的应用范畴以及成功案例 电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。电子技包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT 为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。下文是从电力电子技术的应用范畴以及成功案例两个方面来介绍电力电子技术 一：电力电子技术的应用范畴 1.1 电力有源滤波器 传统的交流-直流(AC-DC)变换器在投运时,将向电网注入大量的谐波电流,引起谐波损耗和干扰,同时还出现装置网侧功率因数恶化的现象,即所谓“电力公害”,例如,不可控整流加电容滤波时,网侧三次谐波含量可达(70~80)%,网侧功率因数仅有0.5~0.6。 电力有源滤波器是一种能够动态抑制谐波的新型电力电子装置,能克服传统LC 滤波器的不足,是一种很有发展前途的谐波抑制手段。滤波器由桥式开关功率变换器和具体控制电路构成。与传统开关电源的区别是:(l)不仅反馈输出电压,还反馈输入平均电流; 1.2 不间断电源(UPS) 不间断电源(UPS)是计算机、通信系统以及要求提供不能中断场合所必须的一种高可靠、高性能的电源。交流市电输入经整流器变成直流,一部分能量给蓄电池组充电,另一部分能量经逆变器变成交流,经转换开关送到负载。为了在逆变器故障时仍能向负载提供能量,另一路备用电源通过电源转换开关来实现。

《电力电子应用技术》综合复习资料

《电力电子技术》综合复习资料 一、填空题 1、晶闸管在其阳极与阴极之间加上正向电压的同时，门极上加上触发电压，晶闸管就导通。 2、只有当阳极电流小于维持电流时，晶闸管才会由导通转为截止。 3、整流是指将交流变为直流的变换。 4、单相桥式可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为。 5、逆变角β与控制角α之间的关系为β+α=π。 6、MOSFET的全称是功率场效应晶体管。 7、功率开关管的损耗包括两方面，一方面是开通损耗；另一方面是开关损耗。 8、将直流电源的恒定电压，通过电子器件的开关控制，变换为可调的直流电压的装置称为斩波器。 9、变频电路从变频过程可分为交——交变频和交——直——交变频两大类。 10、当晶闸管可控整流的负载为大电感负载时，负载两端的直流电压平均值会减小，解决的办法就是在负载的两端并接一个续流二极管。 11、就无源逆变电路的PWM控制而言，产生SPWM控制信号的常用方法是载频三角波比较法。 12、在电力电子器件驱动电路的设计中要考虑强弱电隔离的问题，通常主要采取的隔离措施包括：光耦合和磁耦合。 13、IGBT的全称是绝缘栅极晶体管。 14、为了保证逆变器能正常工作，最小逆变角应为30°～35°。 15、当电源电压发生瞬时与直流侧电源顺极性串联，电路中会出现很大的短路电流流过晶闸管与负载，这称为逆变失败或逆变颠覆。 16、脉宽调制变频电路的基本原理是：控制逆变器开关元件的导通和关断时间比，即调节脉冲宽度来控制逆变电压的大小和频率。 17、型号为KP100-8的元件表示普通晶闸管、它的额定电压为 800 伏、额定电流为 100 安。

二、判断题 1、给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。 2、普通晶闸管外部有三个电极，分别是基极、发射极和集电极。 3、在单相桥式半控整流电路中，带大电感负载，不带续流二极管时，输出电压波形中没有负面积。 4、GTO属于双极性器件。 5、电压型逆变电路，为了反馈感性负载上的无功能量，必须在电力开关器件上反并联反馈二极管。 6、对于三相全控桥整流电路，控制角α的计量起点为自然换相点。 7、IGBT属于电压驱动型器件。 8、晶闸管采用“共阴”接法或“共阳”接法都一样。 9、在触发电路中采用脉冲变压器可保障人员和设备的安全。 10、GTO的关断是靠门极加负信号出现门极反向电流来实现的。 三、选择题 1、普通晶闸管的通态电流（额定电流）是用电流的（）来表示的。 A、有效值 B、最大值 C、平均值 2、普通的单相半波可控整流装置中一共用了（）晶闸管。 A、一只 B、二只 C、三只 D、四只 3、变流器工作在逆变状态时，控制角α必须在（）。 A、0°-90° B、30°-120° C、60°-150° D、90°-150° 4、比较而言，下列半导体器件中开关速度最快的是（）。 A、GTO B、GTR C、MOSFET D、IGBT 5、可实现有源逆变的电路为（）。 A、三相半波可控整流电路 B、三相半控桥整流桥电路 C、单相全控桥接续流二极管电路 D、单相半控桥整流电路 6、可实现有源逆变的电路为（）。 A、三相半波可控整流电路 B、三相半控桥整流桥电路 C、单相全控桥接续流二极管电路 D、单相半控桥整流电路 7、三相半波可控整流电路在换相时，换相重叠角γ的大小与哪几个参数有关（）。 A、α、I d、X L、U2 B、α、I d C、α、U2 D、α、U2、

电力电子应用技术书第1章 绪论

第1章绪论 自1891年世界首次采用交流输电以来，交流电就成为送达用户端的主要电能形式，但用电负载有直流负载和交流负载两大类，相应的供电电源就需要直流和交流两种形式，因此电能需要变换。 随着越来越多非线性负载的使用，供电质量变得越来越差；而随着各种用电设备或单元的数字化、信息化和多样化发展，需要的电源种类、等级和质量要求却不断提高。因此，更需要对电能进行高质量的变换。 早期，把交流电变换为直流电经历了机械整流器、闸流管整流器和引燃管整流器的阶段。1900年美国纽约地铁列车供电电源就采用机械整流器从交流电网中获取直流电源；1928年，实用化的闸流管整流器使直流输出端的电压可以不随交流输入电压的波动而变化，随后闸流管和引燃管整流器的应用得到很大重视。1935年，高压直流输电在美国纽约得以实现。在整个30年代直到40年代后期，这两种器件大量应用于高功率变换的场合。 1957年，美国通用电气公司发明了硅可控整流器(Silicon Controlled Rectifier，SCR) ，简称可控硅，后被国际电工学会正式命名为晶闸管(Thyristor)。晶闸管的问世，不仅可把交流电变换为直流电，还能把直流电变换为交流电和其它特殊的电能形式。从此，新型电力电子器件不断涌现，性能不断提高，并各具电气特性和使用特点，以适应不同的应用领域和电能变换电路的设计要求。 把各种电力电子器件实用、高效、可靠地应用于电能变换系统，是电力电子应用技术的研究任务。 2000年，IEEE终身会士、美国电力电子学会前主席Thomas G. Wilson 给电力电子技术重新下了一个定义：电力电子技术是通过静止的手段对电能进行有效的转换、控制和调节，从而把可利用的输入电能形式变成所希望的输出电能形式的技术(Power electronics is the technology associated with the efficient conversion, control and conditioning of electric power by static means from its available input form into the desired electrical output form)。IEEE电力电子学会在网站上(网址为https://www.wendangku.net/doc/ca7607938.html,)给出的定义是：电力电子技术是把电子电路应用到电能变换中的技术。它包括电子器件的使用、电路理论的研究和设计技术的应用，以及为提高变换效果所需各种分析工具的开发。 从定义可见，电力电子技术与电力电子应用技术的研究内容似乎没有什么区别。本书把电力电子元器件的设计、制造和封装等归入电力电子技术的范畴，而不归入电力电子应用技

电力电子应用技术书小结习题参考

小结 1．整流是应用最为广泛的电能变换技术。晶闸管相控整流电路依靠改变晶闸管的控制角调控直流输出电压，因其功率大、损耗小、寿命长至今仍是大功率整流电路的主导形式。 三相半波整流由于整流变压器存在直流磁势不平衡、变压器利用率低、整流电压脉动系数大等缺点而使应用范围受到限制，但它是构成各类三相多脉波整流电路的基本单元。由 两个三相半波整流电路并联构成的带平衡电抗器的双反星形整流电路，和由两个三相半波整流电路串联构成的三相桥式整流电路，因其消除了变压器的直流磁化、提高了整流装置的输出电流或电压，成为整流装置的典型电路而获得广泛应用。整流装置的多重化技术解决了多机组串、并联的特殊问题，围绕着提高能量变换的质量和能量变换的效率发展和优化了相控技术，使整流装置的功率成倍提高、交直流两侧的波形得到改善。 2．电力电子装置作为供电电源和负载之间的非线性接口，在实现功率控制的同时，不可避免地向电网注入谐波电流，对电气环境形成一大公害。整流装置作为诸多电力电子装置的输入级，研究其谐波特点和抑制方法成为电力电子技术的重要内容。 整流电路将交流电压变换为脉动的直流电压，其中除了平均电压外，还含有无限的但收敛的电压谐波序列。对于理想的p脉波整流器，谐波级次n pm =（m=1,2,3,…），谐波幅值与触发角α和谐波级次n有关，触发角α越大，谐波幅值越大，即相控电路深控时功率 因数低；谐波级次越低，谐波幅值也越大。在整流器的交流侧只有pm λ±1次的谐波电流， = 各谐波电流分量的幅值为基波电流幅值的1/γ。增加整流器输出电压的脉波数p，构成脉波数尽可能多的系统，是一项减少整流装置交、直流两侧电流和谐波电压的基本措施。 3．抑制谐波、提高整流装置交流侧的功率因数一直是整流电路着力研究和解决的主要问题。解决的措施大体可分为改造谐波源和补偿两大类，从电源的角度也可分为无源技术和有源技术两种对策。 针对相控电路深控时功率因数低、交直流两侧谐波含量高及动态响应速度慢等缺点，改造相控电路的种种方法应运而生。如多个机组的移相多重连接、串联机组的顺序控制多重连接不但提高了装置的容量，而且改善了输出波形质量；变换相控电路的触发模式，如高频调制整流、全控变流器的可控续流、强迫换相等都是提高交流电源侧功率因数、改善输出波形的传统而有效的措施。 补偿法采取滤除或对谐波进行补偿的方法，通常采用无源滤波、静止无功补偿、电力有

电力电子应用技术论坛 Power Electronics Applied ...

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电力电子应用技术课后答案精简版

《电力电子技术》第五版 机械工业出版社 课后习题答案 第二章 电力电子器件 1. 使晶闸管导通的条件是什么？ 答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。或：u AK >0且u GK >0。 2. 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？ 答：维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。 要使晶闸管由导通变为关断，可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。 3. 图1-43中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为I m ，试计算各波形的电流平均值I d1、I d2、I d3与电流有效值I 1、I 2、I 3。 00 2π2π 2π πππ4 π4 π2 5π4a) b) c) 图1-430 图1-43 晶闸管导电波形 解：a) I d1= π 21? π π ωω4 )(sin t td I m = π 2m I ( 12 2 +)≈0.2717 I m I 1= ?π πωωπ 4 2 )()sin (21 t d t I m =2 m I π 2143+≈0.4767 I m b) I d2 =π1?π πωω4 )(sin t td I m =π m I ( 12 2 +)≈0.5434 I m I 2 = ?π πωωπ 4 2 )()sin (1 t d t I m =22m I π 2143+≈0.6741I m c) I d3=π 21 ? 2 )(π ωt d I m = 4 1 I m

电力电子应用技术书逆变技术第3节

3.3 脉冲宽度调制技术概述 当逆变器采用3.3.1节中讲述的 120型导电控制时，虽然逆变器将直流输入 180型或 电压转换成为了交流输出，但是这种控制方法却存在输出电压调节不方便（需通过调整直流环节电压实现，属于脉冲幅度调制）、输出电压谐波含量大等缺点。除了能通过改变输出电压脉冲的幅值对输出进行调节和控制外，功率半导体开关器件的开关动作还可以有另外两种可能的基本控制模式：脉冲宽度调制和脉冲频率调制。对于脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM），功率半导体开关器件的开关频率相对固定不变、通过控制开通或关断的时间达到控制变换的目的，因此也常被称为“定频调宽”控制；在脉冲频率调制（Pulse Frequency Modulation，PFM）中，功率半导体开关器件的开通或关断的时间保存相对恒定、通过改变开关的频率达到控制变换的目的，所以也常被称为“定宽调频”控制。由于脉冲宽度调制的分析、控制和实现都较脉冲频率调制简单，因此应用更广泛，被绝大多数逆变器所采用。 1964年，德国的A.Schonung等人把通信系统中的调制概念推广应用于变频调速系统，为现代逆变技术的实用化和发展开辟了崭新的道路。经过三十多年的发展，PWM技术日益成熟并被广泛应用于各种逆变装置中。近十几年，随着微处理器技术的飞速发展，数字化PWM 技术又为传统的PWM技术注入了新的内涵，使得PWM方法和实现不断优化和翻新，从早期的追求电压波形正弦，到电流波形正弦，再到控制负载电机的磁通正弦，并进而发展到提高系统效率、降低电机转矩脉动和减小谐波噪声等，PWM技术正处于一个不断创新、不断发展的阶段，目前，国际、国内的学术界和工程界仍在不断地探索和创新中，足见该领域的研究和发展方兴未艾。 大部分逆变器装置的负载都是三相交流电机，因此对于大多数逆变装置而言，其PWM 控制策略的选择、设计和优化不但要关心PWM技术的共性问题，而且更要考虑如何改善逆变装置供电下电机的工作性能，如减小电机的转矩脉动、提高电机的效率、扩大调速范围等。 本节将首先介绍PWM控制技术的基本原理和一些基本概念，而在下一节将对目前工程上常用的正弦脉冲宽度调制、电压空间矢量脉冲宽度调制、特定谐波消除法和电流跟踪型脉冲宽度调制进行分析，在3.5节将介绍逆变装置PWM控制的实现方法。 3.3.1 脉冲宽度调制的基本原理 1．半导体器件的线性工作模式