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產(chǎn)生勵磁涌流的現(xiàn)象，過大的勵磁涌流會為電力系統(tǒng)帶來不利影響。為降低勵磁涌流的危害，應(yīng)用相控技術(shù)是很好的解決方案。本文基于對空載變壓器相控技術(shù)的應(yīng)用研究，通過控制變壓器的切除和投入時間，減弱開關(guān)暫態(tài)過程的影響，達(dá)到抑制涌流的目的。
　　本文分析了勵磁涌流的產(chǎn)生機(jī)理，對相控技術(shù)做了闡述，根據(jù)電磁理論推導(dǎo)給出最佳合閘時間的計算公式。

2、通過構(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)行對比分析，驗證了相控合閘技術(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FPGA的應(yīng)用做了闡述，對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)計了控制系統(tǒng)的硬件和軟件結(jié)構(gòu)。硬件設(shè)計重點是FPGA控制電路和相關(guān)外圍電路的設(shè)計，以及

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