基于DSP2812自动跟踪补偿的调容式消弧线圈与小电流接地选线装置的研究

论文摘要

单相接地故障是电力系统中最主要的故障形式,占据到故障总数的70%以上。小电流接地系统发生单相接地故障时,短路电流小,三相线电压依然对称,不影响负载的正常工作,可以继续运行一定时间,但是在发生单相接地后,非接地相对地的电压会升高,间隙性电弧接地还会产生弧光过电压,长期运行可能会损坏其绝缘,引发严重的相间故障。所以,在系统出现单相接地故障后,应立即找出故障线路,设法使接地设备从系统中切除。电网对地分布电容的存在是接地点产生故障电流的主要原因,在电网的中性点与大地之间加装消弧线圈,可使容性电流得到补偿,从而使接地点的电流减小。特别是消弧线圈跟踪补偿,根据实际电网电容电流的大小,自动调节消弧线圈产生的感性电流,使两者处于平衡状态,从而使接地电流减小为量值很小的有功电流,使电弧不能维持、自动熄灭。跟踪补偿能使瞬时性接地故障自动消除,也能使永久性接地故障的危害程度大为降低,是减小故障损失的主要技术措施。接地故障的自动选线,快速地找出故障线路,有利于减小系统带故障运行的时间,也是减小接地故障损失的重要技术措施。为实现配电网电容电流的自动补偿,本文以调容式自动跟踪补偿系统为研究对象,对自动跟踪消弧补偿的原理及选线技术进行了研究。首先分析了调容式消弧线圈补偿接地电容电流的原理及其补偿特性.其次分析了自动跟踪补偿控制系统的工作原理,并对电容电流在线测量和单相接地故障自动识别两个难点问题进行了分析,提出了采用消弧线圈自动调谐实现准确识别单相接地故障及故障选线,并设计了基于DSP2812的自动跟踪消弧补偿控制器。最后针对2.2kVar/220V的调容式消弧线圈及其2kVar的电容调节柜,设计了调容式自动跟踪消弧补偿系统,并在实验室进行实验验证。结果表明,调容式自动跟踪消弧补偿系统能实现电容电流的在线测量,电网运行状态的自动识别和对地电容电流的完全补偿等功能,达到了电网电容电流自动补偿的要求。同时设计了基于双向晶闸管投切电容器的2kVar的电容调节柜,在实验中同时完成了LCD240*128显示模块实时参数的人机交互界面。试验结果表明双向晶闸管投切电容器回路设计合理,投切速度快、冲击小。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选课题背景及意义
• 1.2 消弧线圈的研究状况和进展
• 1.3 调容式消弧线圈研究选题的提出
• 1.4 论文完成的任务
• 第2章 消弧补偿电网的运行分析
• 2.1 中性点不接地系统正常运行时的中性点不对称电压
• 2.2 中性点不接地系统单相接地时的电容电流分析
• 2.3 消弧补偿电网正常运行时的分析
• 2.4 补偿电网发生单相接地时的情况
• 2.4.1 补偿电网发生单相直接接地时的分析
• 2.4.2 补偿电网发生单相接地的参数计算
• 2.4.3 消弧线圈三大作用
• 2.5 本章小结
• 第3章 调容式消弧线圈的工作原理
• 3.1 消弧线圈的选择
• 3.1.1 消弧线圈的选择的依据
• 3.1.2 消弧线圈参数的选择
• 3.2 调容式消弧线圈装置的简介
• 3.2.1 Z 型接地变压器
• 3.2.2 调容式消弧线圈的阻抗变换原理
• 3.2.3 电容调节柜
• 3.2.4 消弧线圈补偿装置功能
• 3.3 本章小结
• 第4章 调容式消弧线圈的控制策略
• 4.1 消弧线圈的整定原则
• 4.2 电容电流的测量
• 4.3 电网脱谐度的计算
• 4.4 电网发生故障的判据及其选线的依据
• 4.4.1 消弧装置对小电流接地选线的影响
• 4.4.2 小电流接地系统各种选线方法的论述
• 4.4.3 自动补偿消弧控制器与小电流选线的综合使用的提出与理论分析
• 4.5 控制系统硬件框图和软件流程的确定
• 4.6 本章小结
• 第5章 消弧控制电路设计和软件编程
• 5.1 控制器的硬件设计
• 5.1.1 计算与控制模块
• 5.1.2 信号采集与转换模块
• 5.1.3 双向可控硅开关控制部分
• 5.1.4 人机界面模块
• 5.1.5 掉电存储模块FM31256
• 5.2 件抗干扰设计
• 5.2.1 硬件抗干扰设计
• 5.2.2 软件抗干扰设计
• 5.3 控制电路的软件编程
• 5.3.1 DSP 配置及主程序单元设计
• 5.3.2 A/D 采样算法
• 5.3.3 故障历史信息查询
• 5.3.4 存储器软件实现
• 5.3.5 人机接口程序设计
• 5.4 小结
• 第6章 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢
• 作者简介
• 详细摘要