特高压电流互感器校验用组合式单相逆变电源研究

发布时间：2017-11-10 06:02

  本文关键词：特高压电流互感器校验用组合式单相逆变电源研究

  更多相关文章： 电流互感器 单相逆变 串联结构 倍频 双闭环控制

【摘要】：电流互感器作为高压电力网络计量、监测和保护的关键设备,其性能直接关系到电能计量、检测的准确性。互感器长期运行存在老化、剩磁等现象,需要定期对其进行校验。目前,电流互感器校验电源普遍采用传统的电工电源,调节精度差,电源体积庞大,实验现场操作劳动强度大。随着高压等级电流互感器校验要求的提高,传统电源无法完全满足特高压电流互感器校验时对电源的调节精度和轻便性要求。本文针对特高压电流互感器校验电源存在调节精度低和轻便性差等问题,设计了一种数字化、大容量、宽电压、高精度的组合式单相逆变校验电源方案,该校验电源采用一台大功率单相逆变数字电源与一台小功率单相逆变数字电源串联结构,可以满足特高压电流互感器校验对电源电压调节精度和轻便性要求。本文首先介绍了互感器校验电源的发展和现状以及逆变电源数控技术。接着对单相逆变电源常见拓扑结构的进行分析,为了提高校验电源的输出电压调节精度,设计了以两台单相全桥逆变电源串联的组合式数字校验电源结构方案。讨论了几种常见的SPWM脉宽调制方式以及SPWM波生成方法,确定组合式数字电源采用单极倍频SPWM技术和不对称规则采样生成SPWM波方法。然后针对组合式校验电源中单台单相逆变电源控制策略,首先介绍了单相逆变电源拓扑结构,并建立起等效数学模型。在分析其开环特性的基础上,主调电源和微调电源均采用双闭环PI控制策略,详细地讲述了基于极点配置法确定双闭环PI控制器参数设计步骤,并通过MATLAB仿真验证。为实现组合式校验电源中微调电源和主调电源串联工作,本文还重点研究了组合式校验电源中主调电源与微调电源串联控制策略,主要涉及到切换判断条件、主调电源开关管两种工作模式切换以及切换时锁相等方面问题。最后根据上述设计思想,设计了一套基于一台150kVA单相逆变电源和一台5kVA单相逆变电源串联组成的特高压电流互感器校验用组合式单相逆变电源系统。其中硬件设计包括以主功率电路、驱动电路、滤波电路构成的主电路设计和以TMS320F28335和EPM3512AQC208为双核心的控制电路设计。并对控制系统软件部分中总体程序、双闭环控制算法以及主调电源切换算法等进行设计。通过相关实验波形和数据分析表明,该电源满足互感器校验电源对调节精度和容量要求,设计方案和设计参数选择是合理可靠的。
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM464;TM452

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本文编号：1165350