【摘要】：近年來,在配電網(wǎng)低壓側(cè)三相四線系統(tǒng)中,由于單相負(fù)荷不對(duì)稱、不均勻現(xiàn)象的普遍存在,造成低壓配電網(wǎng)存在負(fù)荷三相不平衡的情況。當(dāng)負(fù)荷不平衡時(shí),配電網(wǎng)損耗將大大增加,同時(shí)使電能利用率降低且嚴(yán)重影響供電質(zhì)量,進(jìn)而直接影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此,針對(duì)上述問題,并結(jié)合低壓配電網(wǎng)系統(tǒng)三相四線制的特點(diǎn),研制了低壓配電網(wǎng)三相不平衡智能換相控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由安裝于變壓器出線側(cè)的智能換相終端和安裝于用戶側(cè)的智能換相開關(guān)相互配合完成。智能換相終端通過外接的電流互感器實(shí)時(shí)檢測(cè)變壓器三相電流,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析,判斷是否在不平衡的狀態(tài)。如果系統(tǒng)是在不平衡狀態(tài),則將分散于各用戶側(cè)的所有換相開關(guān)電流信息發(fā)送給智能換相終端,同時(shí)確定出各相在平衡時(shí)所需加減的電流值,再將控制信號(hào)發(fā)給換相開關(guān),驅(qū)動(dòng)雙向晶閘管和磁保持繼電器配合動(dòng)作,將不平衡電流從電流大的相換到電流小的相上,最后達(dá)到一個(gè)相對(duì)的平衡。論文在分析三相不平衡產(chǎn)生的原因以及對(duì)電網(wǎng)造成的危害背景下,首先簡(jiǎn)要總結(jié)了國(guó)內(nèi)外改善三相不平衡抑制方法的研究現(xiàn)狀。再?gòu)牡蛪喝嗖黄胶獾幕靖拍畛霭l(fā),通過對(duì)目前存在的幾種三相不平衡度計(jì)算方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較,提出了平均對(duì)稱分量法來計(jì)算三相不平衡度。依據(jù)上述基礎(chǔ),提出了低壓配電網(wǎng)三相不平衡智能換相控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。搭建了智能換相控制系統(tǒng)的總體構(gòu)成框架,根據(jù)系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的功能要求和達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)要求,提出了基于負(fù)荷分配預(yù)計(jì)算算法的智能換相終端控制策略和智能換相開關(guān)中的復(fù)合開關(guān)換相策略。分別設(shè)計(jì)了智能換相開關(guān)與智能換相終端的軟硬件。硬件方面采用以DSPIC數(shù)字信號(hào)控制器作為核心的硬件系統(tǒng),其中主要包括穩(wěn)壓電源模塊、時(shí)鐘電路、數(shù)據(jù)采集電路、通訊模塊設(shè)計(jì)、液晶顯示電路、溫度測(cè)量電路、換相開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路等幾部分。軟件方面,程序的開發(fā)均是在MPLAB的編譯環(huán)境下,使用C語言以及匯編語言進(jìn)行編程完成,主要包括主程序的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集及處理程序設(shè)計(jì)、智能換相終端的抄收設(shè)計(jì)、三相不平衡換相控制策略程序設(shè)計(jì)、電壓和電流檢測(cè)處理程序設(shè)計(jì)、智能換相程序設(shè)計(jì)和通訊模塊部分的程序設(shè)計(jì)等,其中最為關(guān)鍵的是三相電壓電流的交流采樣、對(duì)電壓電流相位的實(shí)時(shí)計(jì)算、計(jì)算相位與晶閘管觸發(fā)時(shí)刻的實(shí)時(shí)配合等程序模塊。最后將設(shè)計(jì)的整個(gè)系統(tǒng)投入運(yùn)行,通過實(shí)驗(yàn)以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,結(jié)果表明該系統(tǒng)能合理地調(diào)整低壓電網(wǎng)的三相負(fù)荷不平衡,使三相不平衡線路盡量接近三相平衡狀態(tài),減少了配網(wǎng)損耗,提高了電能質(zhì)量,具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。
【圖文】：

圖 3.2 DSP 芯片引腳圖）穩(wěn)壓電源模塊電路是電路設(shè)計(jì)中必不可少的部分，它的作用是為整個(gè)控制系統(tǒng)提供能量的基礎(chǔ)，具有十分重要的作用。DSPIC 單片機(jī)的啟動(dòng)和運(yùn)行更加需要一個(gè)

無線模塊實(shí)物圖
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM761;TP273

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