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新型混合调节式消弧线圈技术研究

作　者: 汪进锋
导　师: 陈乔夫
学　校: 华中科技大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 中性点接地谐振接地消弧线圈逆变器电容检测阻抗调节
分类号: TM475
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文分析了中性点接地系统现状,介绍了谐振接地的原理;在对市场上常见的几种消弧线圈比较分析的基础上引出了新型混合调节式消弧线圈。本文主要就其阻抗调节、电容检测和其可调负载逆变器的设计进行相关研究。新型混合调节式消弧线圈由课题组提出的变压器负载可控的新型消弧线圈改进而来,在一次侧设置两个档位,满足阻抗大范围调节的要求。同时励磁阻抗设计较小,使变压器本体承担更多容量,从而降低了变压器可调负载逆变器的总容量。二次侧设计两个绕组,每个绕组各接一个逆变器,进一步降低单个逆变器容量。相比依靠多个逆变器作为多绕组变压器负载来提高容量的做法,不仅降低了成本,更为重要的减少了绕组间的耦合作用,加强了体统的稳定性。由于新型混合调节式消弧线圈励磁阻抗小,接近谐振点,因此变压器二次侧设计阻尼电阻,限制中性点电压过高。这就给电容检测带来了新的问题:在变压器负载可调的新型消弧线圈中应用良好的注入变频信号法因阻尼电阻的影响,难以保证检测精度。本文结合项目控制平台给出了适合这种结构消弧线圈的电容检测方案,并以仿真加以验证。变压器的可调负载逆变器是消弧装置控制系统的核心,直接关系的到电容检测的精度和阻抗调节的性能。本文对逆变器的主电路和控制电路的设计进行了详细讲述。并对实验中的问题进行了仿真分析。文中最后以700kVA样机就消弧线圈本体、电容检测和阻抗调节三个方面进行了一系列实验,对理论分析加以验证。实验数据和结果表明这种新结构消弧线圈各项指标符合国家相关规定,其优越的性能在谐振接地系统中具有良好的应用前景。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-16
  1.1 课题研究背景  8
  1.2 谐振接地工作原理  8-12
  1.3 谐振接地系统发展现状  12-14
  1.4 本文主要工作和意义  14-16
2 变压器型混合调节式消弧线圈  16-22
  2.1 引言  16
  2.2 新型混合调节式消弧线圈的结构和工况  16-17
  2.3 新型混合调节式消弧线圈的阻抗调节原理  17-20
  2.4 电流控制系统模型及其稳定性分析  20-21
  2.5 本章小结  21-22
3 电容检测  22-31
  3.1 引言  22
  3.2 扰动法电容检测原理  22-24
  3.3 针对项目平台电容检测的具体实现  24-28
  3.4 多台消弧线圈并列运行情况下的电容检测  28-29
  3.5 电容检测仿真  29-30
  3.6 本章小结  30-31
4 逆变器及控制系统  31-47
  4.1 引言  31
  4.2 主电路结构  31-32
  4.3 单板硬件部分功能设计  32-39
  4.4 控制系统软件设计  39-45
  4.5 仿真与实验  45-46
  4.6 本章小结  46-47
5 样机实验  47-57
  5.1 引言  47
  5.2 消弧线圈本体实验  47-48
  5.3 电容检测实验  48-49
  5.4 自动跟随补偿实验  49-55
  5.5 现场应用情况  55-56
  5.6 本章小结  56-57
6 全文总结  57-58
致谢  58-59
参考文献  59-61

新型混合调节式消弧线圈技术研究

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