选择特殊符号
选择搜索类型
请输入搜索
直流电动机的转速与电枢电压成正比，但是当电压很低的时候，电机并不能启动。电枢电压从零开始，当提高到电机可以转动时的电压成为“死区电压”，意味着低于此电压，电机不能转动。死区电压和额定电压一般差距多少呢？不同的电机有差别，一般说在10-15%左右吧。例如12V的电机，在低于1.5-2V的时候可能就启动不了了。
当外加正向电压Uk很低时，由于外电场还不能克服PN结内电场对多数载流子扩散运动的阻力，故正向电流很小，几乎为零；当正向电压超过一定数值后，内电场被大大削弱，电流增长很快。这个一定数值的正向电压称为死区电压；其大小与材料及环境温度有关。通常锗管的死区电压约为0．2 V，硅管的死区电压约为0．5 V。
死区电压也叫开启电压，是应用在不同场合的两个名称。
在二极管正负极间加电压，当电压大于一定的范围时二极管开始导通，这个电压叫开启电压。锗管0.1左右，硅管0.5左右。死区电压是指在二极管应用在具体的电路中时，由于本身的压降，也就是供电电压小于一定的范围时不导通，造成输出波形有残缺，从供电电压经过零点直到输出波形残缺消失的时候，这一段电压就是死区电压，本质上就是二极管的开启电压。
当二极管加上正向电压时，便有正向电流通过。但正向电压很低时，外电场还不能克服PN结内电场对多数载流子扩散运动所形成的阻力，此时正向电流很小，二极管呈现很大的电阻。当正向电压超过一定数值（硅管约0.5V，锗管约0.1V）后，二极管电阻变得很小，电流增长很快。这个电压往往称死区电压。
理想二极管：死区电压=0 ，正向压降=0
在室温下，实际二极管：硅二极管的死区电压为0.6~0.8V，正向压降为0.6~0.7V；锗二极管的死区电压约0.1~0.3V，正向压降为0.2~0.3V。
功率方向继电器的电压“死区”是指当保护安装处附近发生金属性三相短路时，母线残余电压接近于零，继电器的动作条件 不成立，继电器将不能正确动作，靠近保护安装处的这段范围，称为功率方向继电器的电压“死区”。
低电压如何变成高电压？不同的电源用不同的升压方法、不同的电压、不同的功率采用不同的升压方法。（1）交流电源常见通过变压器升压。（2）小电流通过倍压整流升压（3）直流过振荡产生高压（3）直流通过逆变升压
端电压是对零电压（将零线视为参考点），通常也等于对地电压。线电压是相间电压通常端电压220v，线电压380v
“死区”又称仪表的不灵敏区，是输入量的变化不致引起输出量有任何可察觉变化的有限区间；是当输入量上升和下降时，同一输入的两相应输出值间（若无其他规定，则指全范围行程）的最大差值。
“死区”主要分为“报警死区”和“控制死区”。
报警死区：避免在报警区附近时频繁的触发报警信息。
控制死区：避免调节阀频繁动作，对小于死区的偏差不产生控制作用，或者当控制输出与前一次的差小于死区时，控制输出不发生变化。
当被控量到达“死区”区域时，系统不做控制，这样做的目的在于避免频繁启停控制机构。而当“死区”范围超过工艺系统的要求时，造成报警功能无法实现或相应的设备阀门等无法操作。仪表“死区”分为可调和不可调两类。不可调“死区”，即无论将压力开关的动作点设定到多大的压力，它所回复的值，都会比所设定的压力值小（或者高）的一个值。所谓可调“死区”，即在出厂时可以设定好的开关回复值。以下压力开关和浮子式液位计为例进行说明。
1、压力开关“死区”工作原理
当系统内压力高于或低于额定的安全压力时，感应器内碟片瞬时发生移动，通过连接导杆推动开关接头接通或断开，当压力降至或升至额定的恢复值时，碟片瞬复位，开关自动复位，或者简单的说是当被测压力超过额定值时，弹性元件的自由端产生位移，直接或经过比较后推动开关元件，改变开关元件的通断状态，达到控制被测压力的目的。当被测压力达到额定值时，压力开关可发出警报或控制信号。
2、“死区”形成的原因
压力开关的“死区”：是指开关设定动作值和复位值的差值。当有较小的压力加在开关上时，压力开关产生的用于输出的机械幅度比较小，检测装置检测不到，这就形成了死区。
那么压力开关的“死区”可以修改吗？“死区”范围可以修改，但是修改要谨慎，否则调节阀有可能不动作，也有可能乱动。当死区过小时，调节器会不断调节，导致系统振荡。所以压力开关不允许在现场进行修改，如果需要调整“死区”范围，只能重新订货和购买。3
1、液位开关的工作原理
液位开关，也称水位开关，液位传感器，顾名思义，就是用来控制液位的开关。压差式液位开关，一般在测量容器上安装平衡容器，利用液体静力学原理使水位转换成差压，经过测量管路将差压传至差压计，反映出容器的水位，再通过差压变送器将水位转换为随水位连续变化的电信号，作为自动给水控制系统中的重要参数。
现常用的是单室平衡容器测量水位的压差计，压差计的正压头由平衡容器的恒定水柱维持不变（受压容器内的蒸汽注入平衡容器中凝结成水，利用溢流原理将多余的水流回受压容器），负压头则随容器水位变化而变化。差压计的差压值，随着容器水位的变化而变化。压差式液位计受压差计的膜片、平衡容器的影响容易产生“死区”。
2、意义
“死区”对工艺系统的运行有着举足轻重的作用，合理的“死区”可以准确控制系统的正常运行，不合理的“死区”严重时会造成系统的瘫痪。为了有效控制仪表的“死区”，需要仪控专业和暖通、动力专业共同配合。暖通、动力专业提出对仪表的“死区”的要求，仪控专业及时核查仪表能否实现功能要求，对于不可调死区的仪表，设计人员应在设计阶段就将“死区”范围考虑进去，对于可调“死区”的仪表，设计人员可以对其进行限制，在仪表出厂时就确定“死区”。那么就能避免运行时再出现此类问题。
摘要：分析了三相四线制有源电力滤波器中逆变器的死区效应对其补偿性能的影响，研究了电流反馈控制和无死区控制两种补偿策略用于上述有源电力滤波器死区补偿的可行性，并通过仿真对两种方法的补偿效果进行比较。结果表明，两者均能有效补偿死区效应的影响；但在实现的难易程度和成本方面，无死区控制策略有一定优势。
关键词：有源电力滤波器；死区效应；电流反馈型补偿；无死区补偿
1 常用的并联型三相四线制APF简介
近年来，有源电力滤波器（Active Power Filter，简称APF）作为一种动态抑制谐波和补偿无功的新型电力电子装置得到了迅速发展。其中，并联型APF由于具有效率高、成本低、易控制等优点而成为研究重点[1]，常用的并联型三相四线制APF的拓扑结构如图1所示[2]。
并联型三相四线制APF的基本原理是通过某种算法来控制主电路中的电压型逆变器，使其向网侧注入抵消负载电流中的谐波和无功电流分量，从而使得电源电流只剩下基波有功分量，其波形为与电压同相的正弦波。然而，电压型逆变器存在直流电压母线，为了防止开关器件发生“直通”现象，在同一桥臂的两个开关管开通与关断之间必须设置一定的死区时间。而死区的存在使得电压型逆变器不能精确实现控制算法，从而影响APF的补偿性能。
本文详细分析了并联型三相四线制APF死区效应的的形成及其影响，研究了相应的死区补偿策略，对提高APF的补偿性能有一定的参考价值。
2 死区效应分析
在图1中，由于三相桥臂相互独立，故以A相来分析死区时间的存在对APF补偿性能的影响，如图2所示。图2中， 是负载电流； 是APF输出的补偿电流； 为补偿后的电源电流。
假定开关管均为理想开关（开通与关断是瞬时完成的，且通态压降为零），则在死区时间内，S1和S2都处于关断状态，逆变器输出补偿电流只能由反并联二极管D1或D2来续流。规定电流由桥臂流出时为正方向。当 ＞0时，在死区时间内， 只能通过D2来续流，Ａ点电压被钳位在－Uc/２。此时，若S1由导通到关断、S2由关断到导通，则理想情况下Ａ点电压应为－Uc /２，因而此时死区的存在对APF输出没有影响；若S1由关断到导通、S2由导通到关断，则理想情况下Ａ点电压应为Uc／２，而实际电压为－Uc /２，因而与理想情况相比，在死区时间内，A点电压相当于增加了一个幅值为Uc、宽度为 负脉冲。
同理可以分析＜0时的情况，当S1由导通到关断、S2由关断到导通时，A点电压相当于增加了一个幅值为Uc、宽度为 正脉冲；当S1由关断到导通、S2由导通到关断时，死区对APF输出没有影响。死区效应波形图如图3所示。
（a）理想驱动波形 （b）实际驱动波形
（c）理想输出波形 （d） >0时实际输出波形
（e） >0时偏差电压波形（f） <0时实际输出波形
（g） <0时偏差电压波形
由图3 可以看出，加入死区时间后，APF桥臂中点输出电压与理想值之间产生一定的偏差，不计电压的上升与下降时间，此偏差电压可以看成一系列电压脉冲，有如下特点：
(1) 每个开关周期内存在一个偏差电压脉冲；
(2) 此偏差电压脉冲幅值为 ，宽度为 ；
(3) 每个偏差电压脉冲的极性与当时输出补偿电流的极性相反。
图4通过相量图来说明此偏差电压脉冲对逆变器输出的影响。
由图4 可以清楚地看出，死区效应不仅影响APF输出电压的幅值，也对其相位产生影响。
以上分析是在假定开关管均为理想开关的情况下进行的，而实际中，开关管的通态压降和开关时间均是存在的，并且随着温度和电流的变化而变化。此外，当输出补偿电流在死区时间内续流至零时，由于二极管的正向导通性，电流不再反向增大，在这段时间内，A点电压为零（不考虑开关特性差异），此时偏差电压脉冲幅值为Uc /２，此现象称为零电流钳位现象[3]。总之，由于死区时间的加入，使得APF的输出与理想值之间产生一定的偏差，这必然影响APF的补偿性能。由分析可知，偏差量与开关频率、死区时间 成正比，频率越高、 越大，则偏差越大，对补偿性能的影响越严重。因此，为了提高APF的补偿性能，必须对死区进行补偿。
3 死区效应的补偿策略分析
下面研究常用的电流反馈型补偿策略和无死区补偿策略用于并联型三相四线制APF死区补偿的可行性。
3.1 电流反馈型补偿策略
这种方法的基本思想是通过对逆变器输出电流的检测并判断其极性，将检测结果送入控制器，控制器根据判断出的电流极性来调整开关管驱动脉冲的宽度，从而产生一个与偏差电压脉冲幅值和宽度相同、极性相反的补偿电压脉冲，来抵消偏差电压的影响[4,5]。图5给出了两种补偿策略的原理图。
(a) 电流反馈型补偿策略原理图
(b) 三角载波控制时死区补偿电路原理图
图5（a）为电流反馈型补偿策略的原理图。在具体实现时，死区电路的工作原理和参数设计随着APF所采用的控制策略及其控制器参数的不同而不同。图5(b)为传统的三角载波线性控制时死区补偿电路原理图，工作过程如下：通过对逆变器输出补偿电流的检测来判断其极性，死区补偿电路根据电流极性产生一个死区补偿电压与APF控制器中的参考电压相加后与载波信号进行比较，从而实现驱动脉冲的调节，进而补偿死区效应的影响。对于其他控制方式如滞环控制、单周控制等都可以采用类似的方法来实现，本文不再熬述。
3.2 无死区补偿策略
如图6(a)所示，当 ＞0时， 只能经S1或D2形成回路，此时，即使S2导通，由于其单向导通性， 也不会流经S2，因而可以认为此时S2的导通与关断对 没有影响，从而可以将其驱动信号封锁，使其在 ＞0时处于断开状态，仅控制S1的导通与关断来调节逆变器的输出电流；同理当 ＜0时，将S1的驱动信号封锁，仅对S2进行控制来调节输出电流，这种控制方法称为无死区控制[6]。
(a) 无死区补偿策略原理图
(b) 无死区控制电路原理图
图6(b)为无死区控制电路原理图，当 ＞0时，极性检测输出高电平，选通门U1选通，U2封锁；当 ＜0时，极性检测输出低电平，选通门U1封锁，U2 选通。
3.3 两者的比较
根据对两种补偿策略原理的分析可知，二者的共同之处是都需要对输出电流进行检测来判断其极性。图7 给出了仿真结果。
（a）负载电流波形
（b）不设死区时电源电流波形
（c）死区为5μs时电源电流波形
（d）电流反馈控制时的电源电流波形
（e）无死区控制时的电源电流波形
由仿真结果可以看出：①死区的存在对APF的补偿性能有一定的影响；②上述两种方法均能实现对死区效应的有效补偿。仿真是在Matlab6.5提供的Simulink平台上进行的，电流极性判断采用关系运算模块来实现，从而可以认为不存在检测误差。因此，减小检测误差、提高检测精度是改善死区补偿效果的首要条件。
二者的不同之处是它们消除死区效应影响的机理截然不同，电流反馈型补偿策略是在死区存在的前提下通过改变开关管的开通与关断时间来实现输出电流调节的，它需要将电流检测信号送入APF的控制器，对控制器产生作用来调整开关管驱动脉冲的宽度，当APF采用不同的控制策略或控制器参数发生改变时，死区补偿电路的参数也将随之改变。因此在设计时必须将二者结合起来考虑。而无死区补偿策略是通过封锁同一桥臂中某一只开关管的驱动信号，而对另一只开关管进行控制来实现输出电流调节的，因而可以取消死区时间的设置，降低了控制电路的复杂性和成本；此外，该方法不会对控制器本身产生作用，适用于采用任何一种控制策略的APF，具有通用性。因此，无死区补偿策略更适合用于对并联型APF进行死区补偿。
4 结论
本文详细分析了死区效应对并联型APF补偿性能的影响，并对电流反馈型和无死区控制两种死区补偿策略用于并联型APF死区补偿的可行性进行研究。仿真结果表明，二者均能对并联型APF的死区效应进行有效补偿。从成本和可操作性来考虑，与电流反馈型补偿策略相比，无死区补偿策略具有一定的优势。
《变压器死区故障及故障侧断路器拒动的继电保护方法》所要解决的问题是，提供一种能够应用于输配电网络为各种电压等级变电所变压器保护装置，动作原理简单、可靠性高、快速切除变压器各侧各种电压等级死区故障及变压器断路器拒绝动作的继电保护方法。
《变压器死区故障及故障侧断路器拒动的继电保护方法》所应用的输配电网络的变电所为各种电压等级的两绕组变压器、三绕组变压器、自耦变压器或其他变压器的保护装置；理论上说，变压器有几个运行电压等级通过断路器间隔设备（由隔离开关、断路器、电流互感器等设备组成）与外电路设备相连，就有几个变压器死区故障位置，即有2个运行电压等级通过断路器间隔设备与外电路设备相连，就至少有2个变压器死区故障位置；有3个运行电压等级通过断路器间隔设备与外电路设备相连，就至少有3个变压器死区故障位置（1个运行电压等级若有2个断路器间隔设备，则该运行电压等级侧为2个变压器死区故障位置）。
为叙述方便，以变压器其中一个运行电压等级的断路器间隔设备发生变压器死区故障，来描述快速启动切除该故障的方法，其它电压等级的变压器、以及变压器为两绕组变压器、三绕组变压器、自耦变压器或其他变压器，或变压器各侧由其它电压等级的组合，其方法类似，不再烦述。该断路器间隔设备由隔离开关、断路器、TA等设备组成，TA分别有几组二次绕组，这几组二次绕组从母线侧向变压器侧分别接入变压器差动保护（后备保护）、母线差动保护、测量计量等二次设备。变压器套管处还装设了套管TA。110千伏及以下变压器各侧后备保护使用的TA是与变压器差动保护分开的，使用的TA是不同的TA（比如差动保护使用断路器处TA，而后备保护使用套管TA），或是TA的不同的二次绕组。其控制方法包括以下控制过程：在变压器某侧死区故障及变压器断路器拒绝动作的跳闸控制中，设定以下条件：条件一，变压器该侧后备保护跳闸出口继电器处于动作状态或其他电气量保护（比如该侧母线差动保护）跳闸出口继电器处于动作状态；条件二，变压器该侧A相或B相或C相电流达到整定值，或零序电流或负序电流≥整定值；当上述条件全部满足时，延时一个t1定值（如150毫秒）后退出变压器该侧变压器差动保护TA，即变压器该侧电流不参与变压器差动保护电流计算；当上述任一条件不满足时，立即接入变压器该侧变压器差动TA，即变压器该侧电流参与变压器差动保护电流计算。由于变压器差动保护将故障侧电流退出变压器差动保护电流计算，相当于变压器差动保护综合差流由原来为0或很小变为了短路点的短路电流，就使得变压器差动保护判断该故障由区外故障变为区内故障，变压器差动保护就动作启动变压器差动出口继电器，跳开变压器其他断路器，切除了该故障。
《变压器死区故障及故障侧断路器拒动的继电保护方法》的220千伏变电所快速切除变压器死区故障及变压器故障侧断路器拒动的继电保护控制方法具有如下优点：
1.适用于输配电网络的变电所为各种电压等级的两绕组变压器、三绕组变压器、自耦变压器等变压器保护装置的技术方案。
2.该方法判断死区故障后采用延时后退出变压器故障侧变压器差动TA，即变压器故障侧电流不参与变压器差动保护电流计算的方法，判据简单实用；判断死区故障后，仅延时很短时间（如150毫秒）就快速启动变压器差动保护，达到了快速切除该死区故障的目的；
3.由于判据中没有加入断路器分闸位置接点，对于变电所某侧母线故障，母线保护动作或变压器故障侧后备保护动作，但变压器故障侧断路器拒绝动作（断路器失灵），《变压器死区故障及故障侧断路器拒动的继电保护方法》方案也能在判断断路器拒动后延时一定时限（如150毫秒）后退出变压器故障侧变压器差动TA，启动变压器差动保护，快速切除该故障。
动力与仪表仪表“死区”对动力系统的影响