基于FPGA的空載變壓器相控合閘技術(shù)研究.pdf

1、變壓器是依賴電磁感應(yīng)原理工作的靜止電機(jī)，是電力系統(tǒng)中頻繁投切的設(shè)備。變壓器屬于感性負(fù)載，在空載情況下投入會(huì)產(chǎn)生勵(lì)磁涌流的現(xiàn)象，過(guò)大的勵(lì)磁涌流會(huì)為電力系統(tǒng)帶來(lái)不利影響。為降低勵(lì)磁涌流的危害，應(yīng)用相控技術(shù)是很好的解決方案。本文基于對(duì)空載變壓器相控技術(shù)的應(yīng)用研究，通過(guò)控制變壓器的切除和投入時(shí)間，減弱開(kāi)關(guān)暫態(tài)過(guò)程的影響，達(dá)到抑制涌流的目的。
　　本文分析了勵(lì)磁涌流的產(chǎn)生機(jī)理，對(duì)相控技術(shù)做了闡述，根據(jù)電磁理論推導(dǎo)給出最佳合閘時(shí)間的計(jì)算公式。

2、通過(guò)構(gòu)建空載變壓器系統(tǒng)的仿真模型，模擬了不同剩磁情況下，隨機(jī)合閘和相控合閘策略的效果，并進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證了相控合閘技術(shù)削減涌流的效果。根據(jù)理論分析結(jié)合仿真結(jié)果，提出以延遲合閘技術(shù)為策略，構(gòu)建一套以FPGA為控制核心的空載變壓器相控投切系統(tǒng)。
　　文中對(duì)FPGA的應(yīng)用做了闡述，對(duì)比了已有的其他控制芯片，指出了其作為控制器的優(yōu)越之處，根據(jù)功能要求設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的硬件和軟件結(jié)構(gòu)。硬件設(shè)計(jì)重點(diǎn)是FPGA控制電路和相關(guān)外圍電路的設(shè)計(jì)，以及

3、各部分之間的連接關(guān)系;軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行了時(shí)序仿真，驗(yàn)證了程序的正確性。
　　控制器設(shè)計(jì)完成后，提出了構(gòu)建空載變壓器相控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的方案，依次搭建驅(qū)動(dòng)電路、負(fù)載回路等。測(cè)試機(jī)械開(kāi)關(guān)的性能，針對(duì)控制板進(jìn)行了空載觸發(fā)實(shí)驗(yàn)，證明控制精度在0.2ms以內(nèi);進(jìn)行電磁兼容性試驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)達(dá)到3級(jí)水平;最后進(jìn)行了單相變壓器和三相變壓器的合閘測(cè)涌流實(shí)驗(yàn)，采集電流波形并對(duì)比相控合閘和隨機(jī)合閘的效果。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能夠完