本文關(guān)鍵詞：電力電容器保護(hù)裝置研發(fā)及實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：電力電容器是電力系統(tǒng)中重要的無功補(bǔ)償裝置,大部分安裝在配電變壓器低壓側(cè)。由于電力電容器制造缺陷或運(yùn)行維護(hù)不當(dāng),使得電容器故障時有發(fā)生,嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行,給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此,針對電力電容器的故障,合理配置繼電保護(hù)裝置,完善保護(hù)措施,對于電網(wǎng)的安全運(yùn)行是十分有必要的。本文描述了電力電容器的結(jié)構(gòu)和作用,敘述了電力電容器繼電保護(hù)的發(fā)展、研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。介紹了電力電容器的運(yùn)行條件和常見故障類型,用MATLAB Simulink仿真分析了故障過程。給出了電力電容器常用繼電保護(hù)的原理、算法和整定計算公式,特別是對比較先進(jìn)的電力電容器的相電壓差動保護(hù)、雙星行不平衡電流保護(hù)和橋差電流保護(hù)進(jìn)行了分析。根據(jù)電力電容器的容量、電壓等級和作用,說明了電力電容器繼電保護(hù)的配置原則。為了研發(fā)電力電容器微機(jī)保護(hù)裝置,設(shè)計了以DSP為核心的硬件系統(tǒng)。選用TI公司生產(chǎn)的型號為TMS320F28335的先進(jìn)的DSP芯片,對調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換、跳閘出口電路、信號電路以及電源進(jìn)行了設(shè)計和分析。調(diào)試了硬件電路,整個硬件系統(tǒng)運(yùn)行可靠,抗干擾能力強(qiáng),達(dá)到了設(shè)計要求。借助CCStudio開發(fā)軟件,編寫了繼電保護(hù)程序,實(shí)現(xiàn)了基于DSP的電力電容器電流速斷保護(hù)、過電流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、過電壓保護(hù)、低電壓保護(hù)、開口三角電壓保護(hù)、相電壓差動保護(hù)、雙星形不平衡電流保護(hù)和橋差電流保護(hù)。軟件運(yùn)行穩(wěn)定,計算精度高。為了測試所研發(fā)的電力電容器微機(jī)保護(hù)裝置的性能,利用RT-LAB實(shí)時仿真平臺對樣機(jī)進(jìn)行“硬件在環(huán)”實(shí)驗(yàn)。電力系統(tǒng)和電力電容器在RT-LAB仿真平臺上用Simulink進(jìn)行仿真,仿真速度與電力系統(tǒng)實(shí)際動態(tài)過程相同。在電力系統(tǒng)仿真模型中設(shè)置故障,RT-LAB輸出有關(guān)電壓電流值給樣機(jī),樣機(jī)進(jìn)行采樣保持、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)字計算和邏輯判斷,然后發(fā)出動作信號給RT-LAB,使電力系統(tǒng)仿真模型中的斷路器跳閘。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所研發(fā)的樣機(jī)抗干擾能力強(qiáng),能夠有選擇性地快速可靠地切除故障,保障電力電容器和電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。本文所做的工作有利于普及推廣高性能的電力電容器微機(jī)保護(hù),改善電力電容器運(yùn)行條件,提高供電可靠性。
【關(guān)鍵詞】：電力電容器 繼電保護(hù) 微機(jī)保護(hù) DSP RT-LAB 實(shí)驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：南京師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM531.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 本課題的背景和意義9-10
• 1.2 電力電容器的發(fā)展10-11
• 1.3 繼電保護(hù)的發(fā)展和趨勢11-15
• 1.3.1 繼電保護(hù)的發(fā)展11-13
• 1.3.2 繼電保護(hù)發(fā)展趨勢13-14
• 1.3.3 電力電容器微機(jī)保護(hù)算法14
• 1.3.4 繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)14-15
• 1.4 本文的主要工作15-17
• 第2章 電力電容器繼電保護(hù)原理17-36
• 2.1 電力電容器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)17-20
• 2.1.1 外熔斷器保護(hù)17-18
• 2.1.2 內(nèi)熔絲保護(hù)18-19
• 2.1.3 無熔絲保護(hù)19-20
• 2.2 故障類型及不正常運(yùn)行狀態(tài)20-21
• 2.2.1 故障類型20-21
• 2.2.2 電力電容器的保護(hù)配置21
• 2.3 電力電容器保護(hù)原理及參數(shù)設(shè)定21-30
• 2.3.1 電容器電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)21-22
• 2.3.2 電容器過負(fù)荷保護(hù)22-23
• 2.3.3 電容器過電壓保護(hù)23
• 2.3.4 電容器低電壓保護(hù)23
• 2.3.5 開口三角電壓保護(hù)23-25
• 2.3.6 相電壓差動保護(hù)25-27
• 2.3.7 中性點(diǎn)不平衡電流保護(hù)27-28
• 2.3.8 橋差電流保護(hù)28-30
• 2.4 電力系統(tǒng)故障仿真30-35
• 2.4.1 仿真平臺介紹30
• 2.4.2 仿真結(jié)果分析30-35
• 2.5 小結(jié)35-36
• 第3章 電力電容器微機(jī)保護(hù)硬件設(shè)計36-42
• 3.1 DSP介紹36
• 3.2 保護(hù)裝置的硬件結(jié)構(gòu)36-37
• 3.3 微機(jī)保護(hù)核心板的設(shè)計37-41
• 3.3.1 電源模塊設(shè)計38-39
• 3.3.2 調(diào)理電路39
• 3.3.3 外部RAM設(shè)計39-40
• 3.3.4 開關(guān)量模塊40-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 電力電容器微機(jī)保護(hù)軟件42-53
• 4.1 DSP的開發(fā)環(huán)境42-44
• 4.2 數(shù)據(jù)采集模塊44-47
• 4.3 保護(hù)算法47-51
• 4.3.1 傅氏算法48-49
• 4.3.2 采樣值的曲線擬合49-51
• 4.4 電容器保護(hù)程序流程圖51-52
• 4.5 本章小結(jié)52-53
• 第5章 電力電容器保護(hù)實(shí)驗(yàn)研究53-62
• 5.1 RT-LAB實(shí)時仿真實(shí)驗(yàn)平臺53-56
• 5.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備布置56-57
• 5.3 樣機(jī)實(shí)驗(yàn)57-61
• 5.3.1 電流速斷保護(hù)58
• 5.3.2 低電壓保護(hù)58-59
• 5.3.3 開口三角電壓保護(hù)59-60
• 5.3.4 橋差電流保護(hù)60-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 第6章 總結(jié)與展望62-63
• 6.1 全文總結(jié)62
• 6.2 展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 致謝67

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：903919