《磁阀式可控电抗器控制系统的设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《磁阀式可控电抗器控制系统的设计（63页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、湖南大学 硕士学位论文 磁阀式可控电抗器控制系统的设计 姓名：朱为东 申请学位级别：硕士 专业：电气工程 指导教师：周腊吾 20100410 磁阀式可控电抗器控制系统的设计 摘要 电网中的无功补偿与无功平衡，能有效改善电力系统的稳定性，提高线路输 电能力，抑制系统过电压，对于提高整个电网的经济效益和改善电能质量至关重 要。根据电力行业的现状与未来的发展，新型无功补偿装置的研究和应用是我国 电力系统需要着重解决的重大关键技术课题。磁阀式可控电抗器能够随着输电线 路传输功率的变化而自动平滑地调节自身的容量，能够实时的进行无功补偿。当 线路传输大功率时，一旦发生暂态过程，它能急剧的增大容量而呈现深度
2、的强补 偿效应，即仍能起到降低工频和操作过电压的作用。 本文首先详细的阐述了在发展高效率、高质量电力传输系统的背景下提出研 究可控电抗器的意义，介绍了目前可控电抗器的几种主要类型及其应用范围，对 国内外可控电抗器的发展现状与趋势进行了简要的介绍。 其次，分析了磁阀式可控电抗器的基本结构、工作原理、铁芯的磁化曲线和 磁路系统、状态方程、工作特性以及可控电抗器在不同工作状态之间的转换条件。 在已有状态方程的基础上，推导出磁阀式可控电抗器的等效电路模型。使用 M a t l a b S i m u l i n k 仿真软件进行建模，并对模型的谐波特性、伏安特性、控制特性、 动态特性及有功损耗进行仿真
3、分析。分析结果表明，磁阀式可控电抗器具有较小 的谐波、近似线性的伏安特性、较快的响应速度和极低的有功损耗。 最后，利用晶闸管触发角与磁阀式可控电抗器基波电流所对应的关系，建立 了磁阀式可控电抗器的控制特性，并给出了基于单片机A T 8 9 S 5 l 的磁阀式可控电 抗器控制系统的设计构想。针对该构想给出了控制系统总体框图、装置硬件设计、 软件的编写方法、系统的可靠性、并从硬件和软件两个方面介绍了本系统的抗干 扰性措施。 关键字：磁阀式可控电抗器；无功补偿；动态特性；控制系统 I I 硕+ 学位论文 A b s t r a c t I t e a c t i V ec o m p e n s
4、a t i o na n dr e a c t i v eb a l a n c ec o u l di n l p r o v et h es t a b i l i z a t i o no f t h et r a n s m i s s i o n s y s t e m ， i n c r e a s et h et r a n s m i s s i o n a b 订i t y a n dr e s t r a i nt h e o V e r V o l t a g eo ft h es y s t e m ，w h i c hi sV e r yi m p o r t a n
5、 tt oi m p r o v et h ee f 行c i e n c yo ft h e p o w e rs y s t e ma n dq u a l i t yo fe l e c t r i c i t y A c c o r d i n gt o t h e p r e s e n ts i t u a t i o na n d d e V e l o p m e n to fp o w e ri n d u s t r y ，r e s e a r c ho fn o v e lr e a c t i v ep o w e rc o m p e n s a t i o nd
6、e v i c e l sa k e ym a t t e r M a g n e t i cV a l V ec o n t r o l l a b l er e a c t o rc a na 吐j u s ti t s c a p a b i l i t y a u t o m a t i c a l l ya n ds m o o t h l ya l o n gw i t ht h ec h a n g eo ft h et r a n s m i s s i o np o w e r w h e n t h el i n et r a n s m i t s l a r g ep
7、o w e r ， o n c et h et r a n s i e n ts t a t e p r o c e s sh a p p e n e d ， i tc a n i n c r e a s ec a p a b i l i t yr a p i d l ya n d p r e s e n td e e ps t r o n gc o m p e n s a t i o n ，t h a ti st os a yi ts t i l l h a V et h ef u n c t i o no f r e d u c i n gp o w e rf r e q u e n c
8、ya n do p e r a t i o no v e r - v o l t a g e T h i sp a p e re x p o u n d e dt h er e s e a r c hb a c k g r o u n di n h i g he 伍c i e n c ya n dq u a l i t y t r a n s m i s s i o ns y s t e ma n dt h es e n s eo fc o n t r o l l a b l er e a c t o r ，i n t r o d u c e d s e v e r a lm a i n s
9、o r t sa n dt h ea p p l i c a t i o na r e a sa n dp r e s e n t e dt h e d e v e l o p m e n ta c t u a l i t ya n dt r e n d b r i e n y T h ep a p e ra n a l y z e dt h eb a s i c s t r u c t u r e ， o p e r a t i o np r i n c i p l e ， m a g n e t i cl a p c h a r a c t e r s ，s t a t ee q u a
10、t i o n s ，w o r k i n gc h a r a c t e r so fm a g n e t i cv a l v ec o n t r o l l a b l er e a c t o r d i f f e r e n tc o n V e r s i o nc o n d i t i o n so fc o n t r o l l a b l er e a c t o rw o r k i n gs t a t e B a s e d o nt h e p r e s e n te q u a t i o n s ，t h ee q u a lc i r c u i
11、 tm o d e li sg o t F r o ms i m u l i n k i n gt h em o d e li n M a t l a b ，t h eh a r m o n i cc h a r a c t e r s ，V o l t a g e - A m p e r ec h a r a c t e r s ，c o n t r o l l i n gc h a r a c t e r s ， d y n a m i cc h a r a c t e r sa n dp o w e rl o s ea r ea n a l y z e d T h er e s u l
12、t si n d i c a t et h a tm a g n e t i c a l l y c o n t r o l l a b l er e a c t o rh a ss m a l lh a r m o n i c w a v e s ， n e a r l y l i n e a r v o l t a g e A m p e r e c h a r a c t e r s ，f a s t e rr e s p o n s ea n de x t r e m e l yl o wp o w e rl o s e A tl a s t ， u s i n gt h er e l
13、 a t i o n s h i pb e t w e e nt h et h y r i s t o r c o n d u c t i n ga n g l ea n d f u n d a m e n t a lw a V eo fm a g n e t i c a l l yc o n t r o l l a b l er e a c t o r ，e s t a b l i s h e dt h e c o n t r o l l i n g c h a r a c t e r so fm a g n e t i cV a l V ec o n t r o l l a b l er
14、e a c t o r ，t h e n ，p u tf o r w a r dm a g n e t i c a l l y c o n t r o l l a b l er e a c t o rd e s i g n i n gi d e ao nA T 8 9 S 5 1 s y s t e m A i m i n ga tt h ed e s i g n i n gi d e a ， t h ew h o l ec h a r t ，h a r d w a r ed e s i g n i n g ，s o f t w a r ep r o g r a m ，a n t i - j
15、a m m i n gm e a s u r eo ft h e c o n t r o l l i n gs y s t e mw e r eg i v e n K e yW o r d s ：M a g n e t i c a l l yC o n t r o l l a b l eR e a c t o r ；C o m p e n s a t i o no fr e a c t i v e ；D y n a m i c C h a r a c t e r s ；C o n t r 0 1S y s t e m I I I 硕十学位论文 第1 章绪论 1 1 课题研究的背景与意义 随着我
16、国工业的迅猛发展，对电力的需求量也正在迅猛增长。这也就要求有 高效率、高质量的电力传输系统，减少线路的损耗、减少故障的发生。高质量的 电力供应己成为当前电力传输领域的技术焦点。可控电抗器的发展是随着对高质 量、高可靠和高效率的电能供应的要求而产生的。可控电抗器在电力传输领域主 要应用于电力系统的无功补偿和电压控制，以及用在中性点不接地系统中的消弧 线圈控制。随着超高压远距离输电系统的发展及电力负荷变化的加剧，电网中无 功功率的消耗日益增大。无功不足是导致我国电压质量不高和电能浪费严重的重 要因素。无功补偿的目的是减少传输线中的无功电流，以减少线路损耗，同时解 决电力系统无功供应不足的矛盾。无功补偿在很早以前，就受到广泛的重视，并 且有很多种方法去实现。可控电抗器和电容器组并联运行相互协调来调节无功， 比当前常用的同步调相机和单纯的电容器组补偿无功的方法更灵活方便，同时补 偿效果也较为理想【l ，2 】。 传统的无功功率补偿装置主要有同步调相机( S y n c h r o n o u sC o n d e n s e r S C
