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高短路阻抗变压器式消弧线圈谐振接地系统的研究

作　者: 张宗杰
导　师: 徐玉琴
学　校: 华北电力大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 高短路阻抗 消弧线圈 Matlab仿真 有源滤波器 控制系统
分类号: TM475
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


近几年来,随着配电网的不断发展,城市电网中电缆线路的比例越来越高,使得电网的对地电容电流增加,当电网发生单相接地故障时,接地电弧不能自行熄灭。为解决这一问题,我国配电网多采用中性点经消弧线圈接地方式。本文在此背景下,研究了高短路阻抗变压器式消弧线圈,该消弧线圈具有响应速度快、电感量连续可调的优点。首先,对高短路阻抗变压器式消弧线圈的结构和工作原理进行研究,建立数学模型,推导参数之间的基本关系式。随后,利用Matlab/Simulink仿真软件建立高短路阻抗变压器式消弧线圈的仿真模型,来模拟其运行的电气特性,并且搭建10kV配电网模型,仿真电网发生单相接地故障时,消弧线圈对电网电容电流的补偿效果。通过仿真实验,分析出当高短路阻抗变压器式消弧线圈调节范围满足实际应用要求时,一次侧电流谐波问题严重,不利于电弧的自行熄灭。为解决高短路阻抗变压器式消弧线圈的谐波污染问题,设计单相有源电力滤波器,并且在Matlab/Simulink仿真软件中建立仿真模型,仿真结果有力的证明了该方法能够有效地抑制高短路阻抗变压式消弧线圈一次侧电流谐波。最后根据谐振接地系统的要求,设计高短路阻抗变压器式消弧线圈控制系统,侧重设计以PIC单片机为核心的触发脉冲控制部分。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 绪论  9-14
  1.1 中性点接地方式发展历程  9-10
  1.2 谐振接地系统概述  10
  1.3 谐振接地系统消弧控制技术发展现状  10-12
    1.3.1 消弧线圈结构的发展  10-11
    1.3.2 自动跟踪补偿消弧线圈调谐控制方法  11-12
  1.4 本论文主要工作  12-14
第2章 高短路阻抗变压器式消弧线圈数学建模及其仿真分析  14-31
  2.1 引言  14
  2.2 高短路阻抗变压器式消弧线圈结构及其工作原理  14-15
  2.3 高短路阻抗变压器式消弧线圈数学建模  15-20
    2.3.1 一次侧电流i_2 ( t )  15-17
    2.3.2 一次侧电流基波分量分析（0°  17-18
    2.3.3 一次侧电流谐波分量分析（0°  18-19
    2.3.4 高短路阻抗变压器式消弧线圈调节范围分析  19
    2.3.5 晶闸管侧电压和电流分析  19-20
  2.4 搭建高短路阻抗变压器式消弧线圈仿真模型  20-25
    2.4.1 Matlab/Simulink 介绍  20-21
    2.4.2 仿真模型的建立  21-25
  2.5 高短路阻抗变压器式消弧线圈10kV 配电网仿真实验  25-30
    2.5.1 10kV 配电网仿真模型的建立  25-26
    2.5.2 仿真实验  26-30
  2.6 本章小结  30-31
第3章 高短路阻抗变压器式消弧线圈谐波抑制  31-45
  3.1 引言  31
  3.2 有源电力滤波器  31-35
    3.2.1 有源电力滤波器的基本原理  31-32
    3.2.2 有源电力滤波器的分类  32-33
    3.2.3 有源电力滤波器的电流检测方法  33-34
    3.2.4 有源电力滤波器补偿电流控制策略  34-35
  3.3 高短路阻抗变压器式消弧线圈有源滤波器的设计  35-44
    3.3.1 基于鉴相原理的瞬时谐波电流检测方法  36-41
    3.3.2 基于鉴相原理的瞬时谐波电流检测方法的有源滤波器仿真  41-44
  3.4 本章小结  44-45
第4章 高短路阻抗变压器式消弧线圈控制系统设计  45-53
  4.1 引言  45
  4.2 高短路阻抗变压器式消弧线圈补偿系统的构成  45-46
  4.3 高短路阻抗变压器式消弧线圈控制系统的硬件设计  46-50
    4.3.1 PC104 主板  46-47
    4.3.2 PM511P A/D 采集卡  47
    4.3.3 触发脉冲控制部分  47-50
  4.4 高短路阻抗变压器式消弧线圈控制系统的软件设计  50-52
  4.5 本章小结  52-53
第5章 结论  53-55
参考文献  55-58
在学期间发表的学术论文  58-59
致谢  59-60
详细摘要  60-75

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 变压器、变流器及电抗器 > 电抗器 > 消弧线圈
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