基于多电压暂降检测算法对低压电动机群晃电自启系统优化的研究

发布时间：2020-08-18 08:14

【摘要】：电压暂降对石油化工企业来说是非常严重的电能质量问题,关键低压电动机因电压暂降停运后,一旦没有第一时间再启动,将导致生产装置因联锁停车而给企业造成重大经济损失。低压电动机群晃电自启动系统因在电压暂降发生后能及时对停运约毫的电再启动而在石油化工企业中得到普遍应用,但宁夏石化公司的低压电动机群晃电自启动系统实用性较差,主要体现在不能捕捉100ms以内的电压暂降事件。为了改变这一现状,必须深入分析其实用性差的原因,并在此基础上对该系统进行优化。本文首先从系统的硬件及软件算法两方面进行深入的分析,通过分析主要硬件的工作特性及系统所采用算法的原理,得出实用性差的主要原因为系统硬件选型及电压暂降检测算法选择不当。其次通过Matlab仿真对短路故障等三种常见原因所引起电压暂降的特征进行了深入研究,并围绕暂降的起止时刻、暂降深度、相位跳变三个特征量对传统检测方法的原理进行了分析和评价。鉴于电压暂降起止时刻的传统检测算法存在时性差的问题,提出了基于图像边缘检测算子的检测方法,该方法完全独立于暂降深度的检测,通过仿真验证了检测误差为0.2ms。鉴于单相dq变换算法在暂降深度检测时对噪声及谐波较为敏感的问题,提出了一种基于改进单相dq变换的暂降深度检测算法,该算法可任意缩小构造虚拟三相系统时的延时角度,进而实现了电压暂降深度的快速检测,通过仿真验证了暂降深度检测延时小于2ms,同时通过调节延时角度至合理值,避免了噪声及谐波抑制能力较低的问题。基于对电压暂降检测算法和硬件原因的深入研究,设计了基于ARM的电压暂降检测模块,该模块同时采用了上述两种算法,实现了电压暂降的快速检测,同时基于该模块完成了宁夏石化公司低压电动机群晃电自启动系统的优化改造工作。现场运行表明,改造后的系统运行平稳,能够实现捕捉10ms以内的电压暂降事件。
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM32;TM714.2
【图文】：

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图 5.2 ARM 芯片外围核心电路图.2 电电路设计电压暂降监测模块电源分为以下几种：1）ARM 芯片电源：+3.3V；本系统中采用的芯片是 LM1117-3.3V；限制电流和可使用 LM1117。该芯片电路为了确保输出电压的准确度在±1％以内，有必要设调节的带隙参考电压一个。电路图如图 5.5 所示。

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图 5.2 ARM 芯片外围核心电路图2.2 电电路设计电压暂降监测模块电源分为以下几种：（1）ARM 芯片电源：+3.3V；本系统中采用的芯片是 LM1117-3.3V；限制电流和护可使用 LM1117。该芯片电路为了确保输出电压的准确度在±1％以内，有必要设纳调节的带隙参考电压一个。电路图如图 5.5 所示。

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图 5.6 5V 系统电源电路图（3）CAN 通讯电源：+5V。通讯电源电路图如图 5.7 所示。图 5.7 通讯电源电路图.2.3 设计实时时钟电路美国 DALLAS 公司开发了一款高性能，节能的带 RAM 的实时时钟电路 DS130以用来计时，如秒、分钟、小时、周、日、月和年等时间，还有一项针对闰年的补能，其工作电压在 2.0～5.5V 之间。三线接口用于与 CPU 同步通信，可以对多个的时钟信号或 RAM 数据使用数据包的方式下瞬时传输。DS1302 具有一个 31x8

【参考文献】