具有可控电抗器功能的新型变压器控制系统研究

发布时间：2017-04-24 21:11

  本文关键词：具有可控电抗器功能的新型变压器控制系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在电力系统中,电网电能质量的一个关键指标就是功率因数,因此控制功率因数维持在一个合适的值上,可以显著的提高供电质量。同时变压器出现的直流偏磁现象也会影响电网的安全运行,直流偏磁现象会降低系统电压,使系统继电器误动作等,所以解决直流偏磁问题也是十分重要的。针对这些问题本文提出一种基于磁集成技术的具有可控电抗器功能的新型变压器。通过检测电路测得电网电压电流,并通过同步电路,确定电力电子器件与电网保持实时的同频率工作,然后将检测到的电压电流信号经调理电路后送入DSP28335中,再根据瞬时无功功率原理,计算出电网中的瞬时无功电流,输出想要的PWM波形,然后经驱动电路放大后,控制IGBT的导通与关断。本文采用了两种可控电抗器方案,一种是基于材料调节铁心饱和程度的磁控电抗器,另一种是基于PWM控制的可控电抗器,两者都可以平滑连续的调节电抗器的电感值,从而运用于无功补偿。另外也通过铁心两边旁轭的两相磁性材料线圈来产生与直流偏磁相反的励磁电流,解决由于直流输电网、地磁暴变化等因素,引起的变压器中性点电位升高,变压器铁心每隔半个周期就会饱和的直流偏磁现象。将可控电抗器与变压器绕制在同一块铁心上,通过合理的磁路设计,使电抗器不影响变压器的正常工作,另外通过磁集成技术可以让磁性元件的体积和损耗得到较为可观的下降,而且还具有节约材料等优点。本论文设计了检测电路、同步电路、驱动电路等,并通过Protues软件对检测电路、同步电路等进行仿真,验证设计的正确性,并使用Matlab、Simplorer、Ansoft三款软件进行联合仿真,对本装置提出的三种结构进行了仿真,另外还做了无功补偿和抑制直流偏磁的仿真。最后,通过搭建实验电路对“具有可控电抗器功能的新型变压器”进行实验,对结构方案一分别进行变压器单独工作、电抗器单独工作和两者同时工作的实验,另外还做了抑制直流偏磁的实验,分析对比实验补偿前和实验补偿后的结果,验证本装置的可行性与正确性,为以后的研究工作奠定基础。
【关键词】：变压器 可控电抗器 DSP 无功补偿 直流偏磁
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM47
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-12
• 1.1 课题的研究背景及意义9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.2.1 国外研究现状10
• 1.2.2 国内研究现状10-11
• 1.3 课题研究内容11-12
• 第2章 工作原理及检测方法12-21
• 2.1 可控电抗器的工作原理12-14
• 2.2 结构及补偿原理14-17
• 2.2.1 抑制直流偏磁原理及方法15-16
• 2.2.2 无功功率补偿原理16-17
• 2.3 无功电流检测方法17-21
• 2.3.1 基于瞬时无功功率的无功电流检测方法17-20
• 2.3.2 其他检测方法20-21
• 第3章 控制系统硬件设计21-31
• 3.1 概述21
• 3.2 具体实施过程21
• 3.3 控制系统硬件设计21-31
• 3.3.1 检测电路设计22-24
• 3.3.2 同步电路设计24-25
• 3.3.3 TMS320F28335DSP25-26
• 3.3.4 驱动电路设计26-27
• 3.3.5 人机接口电路设计27-28
• 3.3.6 继电器控制电路设计28
• 3.3.7 主电路设计28-31
• 第4章 控制系统软件设计31-34
• 4.1 主程序设计31
• 4.2 子程序设计31-34
• 第5章 仿真及实验34-54
• 5.1 仿真部分34-44
• 5.1.1 结构仿真34-37
• 5.1.2 可控电抗器仿真37-41
• 5.1.3 无功补偿仿真41-43
• 5.1.4 直流偏磁仿真43-44
• 5.2 实验部分44-54
• 5.2.1 检测电路测试45
• 5.2.2 同步电路测试45-46
• 5.2.3 输出PWM波形测试46-47
• 5.2.4 结构测试47-51
• 5.2.5 抑制直流偏磁测试51-54
• 第6章 结论及展望54-56
• 参考文献56-59
• 在学研究成果59-60
• 致谢60

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本文编号：324978