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高压TSC控制技术研究

作　者: 宋莹
导　师: 高强
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 电气工程
关键词: 无功补偿 高压TSC TMS320F2812 晶闸管串联技术
分类号: TM761
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


高压TSC无功补偿装置是高压电网无功补偿的重要方式之一,具有成本低、响应速度快、无机械磨损等优点,能够有效的支撑电网电压、提高系统功率因数、改善电能质量。因此,对高压TSC控制技术进行研究,使高压TSC在我国电力系统中得到推广应用,具有重要意义。本文对高压TSC控制技术进行了研究,并提出了一些新的控制方法。(1)为满足多种应用需求,电容投切策略在采用改进九区图策略的基础上,提出了以保证功率因数为主要补偿目标的功率因数优先控制策略和以维持系统电压为主要补偿目标的维持电压控制策略。(2)针对传统TSC补偿装置分步投切所引起的过补和欠补问题,一次性投切全部所需电容器,动态响应速度快。(3)为避免高压大容量场合电容长时间工作所引起的寿命减短或过热爆炸的问题,软件上实现了电容扫描工作方式,保证轮流投切所有相等容量的电容器组,而总体补偿容量不发生变化。(4)引入电容投切反馈机制,获取电容实际投切情况,通过投切功能闭锁对高压晶闸管阀组或触发系统引起的电容投切失败进行处理,在故障处理后,能够自动恢复该组电容的投切功能。为实现上述控制算法,设计了一套高压TSC无功补偿控制器。该控制器以TMS320F2812为控制芯片,完成了主控系统、信号调理、人机交互界面等硬件平台的设计;软件方面,实现了参数计算、电容投切、故障处理、液晶显示等功能。针对高压主电路,介绍了晶闸管阀组串联技术,采用零磁通电流传感器分别检测阀组两端电压的直流分量和交流分量,通过放大器、触发器、门电路等构成阀组电压过零检测电路,采用具有专利技术的高压晶闸管触发电路投切电容,隔离强度高,触发同步性好。搭建低压实验平台一套,实验结果表明,装置能够准确补偿系统无功,提高系统功率因数,且实时性较好,本文采用的控制算法和设计方案是可行的。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章 绪论  10-15
  1.1 课题的研究背景与实际意义  10-12
  1.2 高压TSC控制技术的发展现状  12-13
    1.2.1 国外发展现状  12
    1.2.2 国内发展现状  12-13
  1.3 本课题主要研究内容  13-14
  1.4 本章小结  14-15
第2章 高压TSC工作原理  15-22
  2.1 TSC组成及结构  15-17
  2.2 电容投入时刻的选择  17
  2.3 电容分组方式  17-18
  2.4 电容投切控制策略  18-20
    2.4.1 九区图控制策略  18
    2.4.2 改进九区图控制策略  18-19
    2.4.3 十五区图控制策略  19
    2.4.4 模糊边界的控制策略  19-20
    2.4.5 基于智能控制理论的控制策略  20
  2.5 晶闸管阀组串联技术  20-21
  2.6 本章小结  21-22
第3章 系统硬件平台设计  22-33
  3.1 高压TSC装置组成  22
  3.2 主控系统硬件设计  22-25
    3.2.1 控制芯片选择  22-24
    3.2.2 外围器件选择  24-25
    3.2.3 控制器GPIO分配  25
  3.3 信号调理电路设计  25-27
  3.4 继电器输出电路设计  27
  3.5 人机交互界面设计  27-29
  3.6 高压触发系统设计  29-32
    3.6.1 晶闸管阀组电压过零检测电路  29-31
    3.6.2 高压晶闸管阀触发电路  31-32
  3.7 本章小结  32-33
第4章 控制系统软件设计  33-52
  4.1 控制系统软件组成  33
  4.2 电容投切控制模块软件设计  33-45
    4.2.1 电网参数算法分析与选择  33-40
    4.2.2 控制策略的选择和实现  40-43
    4.2.3 电容分组的选择方法  43
    4.2.4 电容扫描工作方式  43-45
  4.3 投切故障处理模块软件设计  45-46
  4.4 人机交互界面模块软件设计  46-48
  4.5 外设控制模块软件设计  48-51
    4.5.1 日历时钟芯片PCF8563 软件设计  48-49
    4.5.2 SD卡存取软件设计  49-51
  4.6 本章小结  51-52
第5章 实验装置搭建与实验结果分析  52-66
  5.1 低压实验装置搭建  52-56
    5.1.1 电阻器柜组成及参数计算  53
    5.1.2 电容器柜组成及参数计算  53-55
    5.1.3 电抗器柜组成及参数计算  55
    5.1.4 可控整流桥  55-56
  5.2 实验数据与结果分析  56-65
    5.2.1 电抗器无功负载特性分析  56-57
    5.2.2 电容投切指令振荡的产生与解决  57-60
    5.2.3 TSC无功补偿装置补偿效果  60-65
  5.3 本章小结  65-66
结论  66-67
参考文献  67-70
附录  70-72
攻读硕士学位期间发表的学术论文  72-74
致谢  74

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的自动化 > 自动调整
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