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低压无功补偿装置的研究与设计

作 者: 张磊
导 师: 冯健;任治尚
学 校: 东北大学
专 业: 电气工程
关键词: 无功补偿 DSP 晶闸管投切电容器 过零触发 复合判据
分类号: TM761.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要


在电力系统中,无功功率是一个重要因素,它关系到整个电力系统能否安全稳定的运行。用电设备中感性负载设备用电消耗占整个用电量的三分之二以上,显然,对感性负载设备提供无功功率对减少线损、降低供电设备容量、提升供电线路的功率因数以及稳定电力系统的电压等方面都起着很重要的作用。在电网中安装并联电容器装置可以减少无功功率在电网中的流动,从而降低输电线路因输送无功功率造成的输电损耗。本文在分析无功补偿的工作原理的基础上,设计了一种TSC型低压无功补偿装置。本文介绍了无功补偿的目的和意义,阐述了国内外无功补偿的现状与发展趋势。主要研究了TSC无功补偿的基本原理,无功补偿的控制方式和原理,以及控制器的软、硬件的设计。在硬件设计方面,由DSP TMS320LF2407A作为主控制器。采用晶闸管控制投切电容器,完全实现了电容器的快速,无弧,无冲击投切,具有优良的性能。在软件上,采用C语言和汇编语言混合编程,遵循模块化设计原则,提高了系统的通用性和维护的简易程度。本文的关键技术包括:采用过零触发电路投切电容,抑制投切涌流;选取了一种新型电容器(采用真空技术和树脂外壳)运行更安全可靠;无功补偿装置串联适合的电抗器有抑制谐波功能;在装置设计中采用电压无功复合投切判据,以无功功率作为主判据、电压作为辅助判据,避免了轻载投切振荡,使无功调节更为合理。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-18
  1.1 课题背景及意义  10
  1.2 无功补偿技术的分类及现状  10-14
    1.2.1 同步调相机  10-11
    1.2.2 并联电容器  11
    1.2.3 并联电抗器  11
    1.2.4 静止无功补偿器  11-12
    1.2.5 静止无功发生器  12-13
    1.2.6 统一潮流控制器  13
    1.2.7 可转换静止补偿器  13-14
    1.2.8 无功补偿装置的现状  14
  1.3 目前国内无功补偿装置存在的问题  14-16
  1.4 本文的主要内容  16-18
第2章 无功补偿的原理及方式  18-24
  2.1 无功补偿的原理  18-20
    2.1.1 电力网的功率因数  18-19
    2.1.2 补偿无功功率的电路和向量图  19-20
  2.2 提高功率因数的意义  20-21
  2.3 无功补偿的方式  21-22
  2.4 本章小结  22-24
第3章 无功补偿装置关键技术分析  24-40
  3.1 TSC无功功率补偿基本原理及投切时刻选取  24-26
    3.1.1 概述  24
    3.1.2 基本原理  24-25
    3.1.3 投入时刻的选取  25-26
  3.2 无功补偿装置电流谐波放大及其抑制措施  26-30
    3.2.1 概述  26
    3.2.2 谐波电流的放大  26-30
    3.2.3 谐波电流的抑制  30
  3.3 无功功率补偿电容器的有关研究  30-34
    3.3.1 新型补偿电容器的选用  30-31
    3.3.2 补偿电容器接线方式的研究  31-33
    3.3.3 补偿电容器分组方法的研究  33
    3.3.4 补偿电容器的保护及放电装置  33-34
  3.4 无功补偿控制方式的研究  34-38
    3.4.1 功率因数控制方式  34-35
    3.4.2 电压控制方式  35
    3.4.3 无功电流控制方式  35-36
    3.4.4 无功功率控制方式  36-37
    3.4.5 电压无功复合控制方式  37-38
  3.5 本章小结  38-40
第4章 TSC的硬件实现  40-56
  4.1 主回路设计  40-41
  4.2 控制器硬件设计  41-55
    4.2.1 TMS320LF2407A简介  42-43
    4.2.2 DSP基本系统  43-46
    4.2.3 信号调理  46-49
    4.2.4 A/D转换  49-51
    4.2.5 液晶显示模块  51-52
    4.2.6 键盘模块  52-54
    4.2.7 硬件电路抗干扰设计  54-55
  4.3 本章小结  55-56
第5章 控制器软件设计  56-64
  5.1 系统软件综述  56
  5.2 主程序设计  56-57
  5.3 主程序流程图  57-58
  5.4 电压判据流程图  58-59
  5.5 电容器的投切控制流程图  59-60
  5.6 显示模块流程图  60-61
  5.7 键盘模块流程图  61-62
  5.8 信号采集模块子程序设计  62-63
  5.9 软件抗干扰设计  63
    5.9.1 滑动滤波  63
    5.9.2 软件陷阱  63
  5.10 本章小结  63-64
第6章 结论与展望  64-66
参考文献  66-70
附图  70-74
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 > 电压与无功功率的自动调整
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