基于DSP的无功补偿电容器组同步投切装置

针对现有的10 kV无功补偿电容器组投切时产生的开关暂态过程危害,提出了一种基于DSP和自适应控制的无功补偿电容器组同步投切控制系统。它采用数字信号处理器(DSP)TMS320F206和6通道同时采样芯片ADS7864,实时测量系统有功和无功功率,提取电压信号的零点;采用自适应算法控制断路器在电压零点投入电容器组,在电流零点切除补偿电容器组,以降低投切电容器组时产生的过电压和涌流。实际测试表明,该方案具有可靠性高、运行稳定等优点,还能与现代变电站综合自动化、调度自动化系统相配合,实现变电站无功控制。     

基于预充电的电容器组投切控制策略

为了减小配电网中无功补偿并联电容器组投切时所引起的涌流和过电压,对电容器组的投切过程及其自适应控制进行了研究,提出一种采用普通接触器的投切策略.该策略利用电网特性,通过二极管支路预先使三相电容器中的两相充电,使得一个周期内三相电压波形存在唯一一个同时过零点.在该过零点投入电容器组,能有效降低合闸涌流及过电压.仿真表明,采用该策略投切电容器,电容器合闸涌流被限制在2.5 p.u.以下,电压波形畸变很小.通过添加二极管支路预充电能有效地改善电容器组投切时的暂态性能,从而延长电容器的使用寿命.     

基于模糊自适应控制的接触器过零投切系统研究

以负载变化不剧烈条件下高压动态无功补偿为研究背景,发挥接触器在高压领域的优势,针对接触器投切电容器造成的投切瞬间会产生浪涌电流及过电压的问题,提出接触器过零投切的同步关合控制方式。通过对接触器的动态特性分析,对真空接触器控制系统设计,并对接触器响应时间进行实验测试,基于接触器响应时间与操作电压以及环境温度的变化规律进行归纳,提出采用模糊自适应控制对不同环境温度以及操作电压下的接触器响应时间的预估方法,做到投切电容器的时间控制在电压电流零点附近的1ms内,并进行相应的仿真与实验验证,取得了良好的效果。所作研究可有效控制电容器在投切瞬间产生的浪涌电流和电压闪变的不利影响,确保在满足系统无功补偿的条件下实现电网的安全稳定运行。     

同步断路器的统计特性分析及自适应控制

电容器组同步投切的关键问题是断路器投切相位准确度。该文分析了参考电压零点同步误差和操动机构动作时间分散性对断路器同步投切无功补偿电容器组控制准确度的影响。采用自适应同步采样算法减少参考电压零点同步误差;根据断路器合、分闸时间分散性的统计特性,采用补偿算法和自适应控制减少控制电压、环境温度和操作历史对电容器组同步投切控制准确度的影响。测试结果验证了提出控制策略的有效性。     

基于永磁开关的电容器组同步投切装置的研制

同步投切技术的实质是根据不同的负载特性,控制永磁开关在电压或电流最有利的相位下完成合闸或分闸,以主动消除开关过程中产生的过电压和涌流等电磁暂态效应。无功补偿电容器组的同步投切是当前同步开关技术的主要应用领域。笔者研制了一台以DSP F2812为核心的电容器组同步投切装置,利用锁相环电路实现同步采样,通过FFT算法准确提取参考信号的过零点,进而实现同步投切。在实验室对样机进行了测试,该投切装置的同步性能优于1 ms,能显著改善了电容器组投切过程的暂态效应。     

基于DSP2812相控投切技术的无功补偿系统的研究

针对煤矿井下6 kV供电系统中主井提升机电容器组投切时产生的开关暂态过程危害,设计一种基于DSP2812相控开关技术的无功补偿系统.分析了矿井提升机负荷对矿井电网的影响,计算出各个运行阶段需要补偿的无功量,采用全波傅氏算法计算电参数,通过LABVIEW实时检测电压电流信号的过零点,利用人工神经网络算法进行分合闸时间预测...     

基于真空断路器的并联电容器组相控投切装置

为了减小配电网中无功补偿并联电容器组投切时所引起的涌流和过电压,开发了一种基于永磁机构的相控真空断路器系统,包括断路器本体和同步控制器.控制器硬件以数字信号处理器(DSP)TMS320LF2407A为核心,采用模块化设计思想,具有良好的抗干扰性.分析了断路器的机械特性、介质绝缘特性以及控制系统精度对相控投切效果的影响.系统实时采集电网参数并采用平均序列交越零点相位差分算法提取参考信号相位信息,配合合适的投切策略,完成电容器组在预定相位投切.该断路器装置已经完成在系统试验站的大量相控投切实验,实验表明样机运行稳定可靠,达到了预期设计要求.     

基于DSP及永磁机构真空断路器的同步分合闸控制装置

为了减小在投切电容器组时对电力设备造成的危害,笔者采用DSP、CPLD及高速A/D等技术,实现了交流电压、电流同步采样,能准确计算电压、电流、有功功率、无功功率及功率因数等参数,通过测量控制电源电压、环境温度以及同步开关分合闸的数据预测开关动作时间,实现电容器组的同步投切,减小涌流及过电压的危害并依据电压无功综合控制策略完成无功补偿。试验验证,在相同温度及控制电压下,机构本身分散性小,通过补偿温度及控制电压的影响,断路器满足同步控制要求。     

无功补偿装置电磁暂态仿真计算

利用ATP—EMTP软件平台,建立了无功补偿电容器投切操作的仿真计算模型,模拟了系统投、切操作可能引起的过电压、过电流现象及其影响因素,对无功补偿系统中的电磁暂态过程进行了分析。仿真计算结果表明:无功补偿电容器组投入时产生的合闸涌流和切除时产生的重燃过电压是对系统危害最严重的电磁暂态过程。文章对限制重燃过电压的措施也进行了讨论,并在此基础上计算了安装保护后设备所承受的最大过电压,为系统的安全运行提供了依据。     

基于单相谐波电流源模型的无功补偿装置过电压判据

针对目前规避电网谐波危害而采用的滤波方法的不足,在建立民用建筑低压侧等效电路模型并分析参数与补偿电容容量及变压器规格等发生并联谐振时的关系,剖析系统并联谐振机制的前提下,结合并联电容器长期运行电压极限值,构建系统无功补偿过电压判据,优化并联电容器组投切策略。针对某一民用建筑物的低压(0.4 kV)配电系统,基于实际测量的母线电压U_L、负荷侧电流i_L与无功补偿并联电容器组电流i_c,分析其电流电压谐波特性;利用系统无功补偿过电压判据进行过电压规避,并进行仿真验证,以此形成一套可推广到其他民用建筑的规避过电压的方法。     

并联电容器组分闸重燃过电压仿真

并联电容器广泛应用于电网的无功补偿,但由于频繁操作并联电容器导致的操作过电压会损坏绝缘设备,影响电网运行可靠性.并联电容器的操作过电压主要指分闸重燃过电压,合闸时一般不会产生威胁电容器绝缘的过电压.通过分析重燃过电压产生的原因,提出了通过增加一套常闭断路器来模拟开断并联电容器组时重燃过电压的仿真模型.利用所提出的仿真模...     

10 kV电容器组切换在用户侧产生的电压放大现象

分析了切换10kV并联电容器组时，在400V用户母线上产生的暂态过电压的放大现象。对影响暂态过电压放大的各种因素，如10kV补偿电容器的容量、用户侧用于补偿功率因数的补偿电容器的容量和阻抗、用户侧降压变压器的容量以及系统阻尼等，用电磁暂态分析程序(EMTP)作了全面的仿真分析。指出了放大暂态电压对用户设备的影响，并讨论了抑制放大暂态过电压的措施。文章还指出，解决暂态电压放大的较好办法是在用户侧功率因素补偿电容器上串接一电感以形成谐波滤波器。     

新型电容器组过电压保护器的现场试验研究

由于真空断路器在合闸过程中可能出现断口预击穿、合闸弹跳、合闸不同期等问题,而分闸过程中可能会出现单相、两相重燃、截流等问题。这些问题都会在真空断路器投切电容器组过程中产生严重的过电压。目前电容器组过电压保护通常采用的金属氧化物避雷器的I型接线并不能完全有效的限制真空断路器因上述问题而产生的过电压。为此设计出新型电容器组过电压保护器,与电容器组串联电抗器并联安装,并进行了现场投切电容器组试验。试验结果表明,对电容器组投切过程中因异常工况所造成的过电压确实起到了限制作用,特别是明显降低了电容器组切除过程中因截流和两相重燃所产生的较高的极间过电压,过电压保护器还可吸收因开关断口预击穿所产生的快波前过电压的能量。过电压保护器的安装,对系统内其它电容器组投切所产生的过电压也有抑制作用。     

1000kV交流输电线路的故障激发过电压研究

在简述1000kV特高压输电线路故障激发过电压的基础上,研究了国家电网公司规划建设的晋东南-南阳-荆门单回百万伏级输变电工程在线路上单相或多相接地或相间故障引起的过电压和故障切除时的过电压两种情况下由故障激发的操作过电压,并提出了包括沿线装设氧化锌避雷器、使用可控并联电抗器以及装设并联开关电阻等限制故障过电压水平的措施。仿真计算表明,并联电抗器补偿容量越大,故障激发过电压越低;而仅在线路两端装设避雷器可在一定程度上降低单相重合闸故障引起的过电压,但过电压水平仍然比较高,还需要进一步采取措施;如同时使用并联合闸电阻和氧化锌避雷器,则能明显限制故障激发过电压的水平。     

飞机电脉冲除冰电源系统的研究

为了使电脉冲除冰(electro-impulse de-icing,EIDI)系统中的高压储能电容器组高效、安全地充电,研究了一种基于DSP控制串联谐振型拓扑结构的脉冲电源.通过建立不同工作模态时的等效电路,理论分析并推导了电容器组的平均充电电流,同时通过合理设计脉冲电源的工作频率和谐振元件参数,使其工作在欠谐振状态,从而实现在较宽电压范围内的电容器的恒流充电和零电流软开关工作.因此当除冰用传感器检测到机翼表面有冰层时,即可使脉冲电源工作以达到除冰要求.     

智能相控断路器在35kV并联电容器投切中的应用

某500 kV变电站利用SF 6断路器投切35 kV并联电容器组时,连续发生2起串联电抗器设备故障,分析原因是在投切操作过程产生了较大的涌流及过电压,引起干式空心电抗器发生匝间短路故障,严重威胁系统的安全运行。为了避免此类故障的再次发生,提出采用适用于投切35 kV并联电容器组的智能相控断路器来抑制合闸涌流,降低分闸重燃概率。为验证智能相控断路器的有效性,首先分析了投切涌流及过电压产生的原因和相控开关技术的原理,然后将智能相控断路器应用于该500 kV变电站的35 kV无功补偿系统,并分别对智能断路器与普通断路器进行多次分合闸对比试验,试验结果表明:普通断路器随机投切电容器组产生的最大涌流为4.2(标幺值,下同),过电压为1.81;智能相控断路器投切电容器组产生的最大涌流为2.3,过电压为1.4。试验结果证实智能相控断路器的应用能够从源头抑制合闸涌流和过电压,提高无功投切效率和系统安全性。     

变电站投切电容器组过电压研究

投切补偿电容器组电力系统最常发生的内部过电压,以贵州某变电站为原型,建立了仿真计算模型。操作过电压仿真研究中,断路器模型起着关键性作用,在分析了真空断路器开断时交流电弧物理过程的基础上建立了断路器的仿真模型,大大提高了仿真精度。仿真计算结果表明：投、切电容器组过程中电容器上承受的过电压幅值较小,不会对电容器造成威胁,但会在电容器入口端产生较高的对地过电压;在切除电容器组过程中发生断路器两相重燃时,由于断路器相间电压较高,将会在重燃相产生上千安的涌流,对电容器组的通流能力要求较高。     

抑制共模电磁干扰的并联有源补偿电路设计

讨论了并联有源共模电磁干扰抑制中的两种不同补偿电路结构,通过建立带有补偿电路的单相半桥逆变器共模电流等效模型,详细介绍了两种补偿电路的设计过程,讨论了影响补偿电路补偿效果的两个因素,实验验证了设计补偿电路能够产生与噪声源共模电流大小相等方向相反的补偿电流。