消弧线圈控制补偿方法的研究.doc.doc

目 录 1 绪论 1 1.1课题研究的背景和意义[1] 1 1.2国内外小虎线圈的研究现状与发展趋势[2,3,14] 2 1.2.1调气隙式自动跟踪补偿小虎线圈 3 1.2.2 调匝式小虎线圈 4 1.2.3磁阀式调节的小虎线圈 4 1.2.4直流助磁式小虎线圈 5 1.2.5调容式小虎线圈 5 1.3 本论文的主要工作 6 2调容式小虎线圈的补偿原理 7 2.1小电流接地电网电容电流的分析 7 2.1.1电容电流的概念及其特点 7 2.1.2电容电流的产生及变化规律 7 2.1.3单相接地电容电流的危害 8 2.2小虎线圈补偿原理[8,11] 9 2.2.1小虎线圈补偿原理 9 2.2.2小虎线圈的作用 9 2.2.3小虎线圈的补偿方式 9 2.3调容式小虎线圈补偿原理[14] 10 2.4调容式小虎线圈的补偿特性[14] 11 2.5小电流接地电网电容电流的治理方法 13 2.5.1中性点采用经小虎线圈接地方式 13 2.5.2 中性点采用自动跟踪补偿小虎装置接地方式 13 2.6本章小节 14 3现有的电容电流的测量方法[6,7] 15 3.1最大位移电压法 17 3.2改进两点法 17 3.3位移电压曲线法 19 3.4扫频法 20 3.5实时电容电流测量法 21 3.6本章小结 22 4小虎线圈控制硬件电路的设计[18,19,20,21,28] 23 4.1 小虎线圈控制硬件电路总体设计方案 23 4.1.1硬件电路构成 23 4.1.2系统工作过程 23 4.1.3主要电路设计与控制功能 24 4.2采样测量的设计 24 4.2.1电压电流调理电路 25 4.3滤波电路 28 4.4采样保持器 29 4.5开关量的输入回路 30 4.5.1光电隔离器 30 4.5.2开关量输入回路 30 4.6单片机系统 31 4.6.1 80C196KC的体系结构和硬件描述 31 4.6.2外部扩展电路 34 4.7键盘、显示接口电路 35 4.7.1键盘操作模块 35 4.7.2液晶显示模块 36 4.8与微机的通信接口电路 37 4.8.1串行通讯 37 4.8.2 RS-232 接口电路 38 4.8.3 RS-485接口电路设计 38 4.9本章小结 39 5系统软件设计抗及抗干扰干扰措施[22,25] 40 5.1 系统软件设计概述 40 5.2主程序设计 41 5.3 硬件抗干扰措施 42 5.3.1 去耦电路 42 5.3.2 地线设计 43 5.3.3 印刷板的抗干扰处理 43 5.4 软件抗干扰措施 43 5.4.1 指令冗余 44 5.4.2 软件陷阱 44 5.4.3软件滤波技术 44 5.5 本章小结 45 6论文总结 46 参考文献 48 附录1：键盘与显示板原理图 50 附录2:系统板原理图 51 英文翻译 52 英文原文： 52 中文译文： 63 致 谢 72  1 绪论 1.1课题研究的背景和意义[1] 长期以来，我国6kV、10kV、35kV、66kV配电网多为中性点非有效接地系统，其优点是即使发生单相接地故障或稳定电弧接地，仍能不间断供电，系统线电压仍保持对称，当故障点电流不大，无电弧产生时，则系统仍可带故障继续运行，即具有较高的供电可靠性。早期配电网络，网架结构简单，以架空线为主，接地电容电流较小，接地点不易产生电弧;随着配电网规模的不断扩大，特别是电缆线路的大量增加，电容电流急剧增大，使得接地电弧很难自行熄火，严重威胁着系统的安全运行。此外，间歇性弧光接地过电压还容易引起电气设备绝缘破坏。为此，我国电力行业标准《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中规定:当单相接地故障电容电流超过规定数值(10A)又需在接地故障条件下运行时，应采用小虎线圈接地方式。 当系统中性点经小虎线圈接地时，流经小虎线圈的感性电流可抵消系统电容电流，使故障点电流减小。当发生单相接地故障时，为使小虎线圈的感性电流能最大限度地补偿电容电流，应调节小虎线圈的电感量至某一数值，使之和系统对地电容处于并联谐振状态;当系统正常运行时，应调节小虎线圈电感量偏离该数值，以避免小虎线圈和系统对地电容发生串联谐振，保证中性点位移电压不越限(安全操作规程规定应小0. 15倍的额定相电压)。 为了满足系统在正常运行时和发生单相接地故障时对小虎线圈电感量调节的不同要求，小虎线圈电感量必需进行调节。传统手动调节的小虎线圈，不能实时测量电网对地电容和中性点位移电压;小虎线圈档位须离线调节，补偿精度低，限制中性点过电压能力差，同时自动化程度低，完全不具备变电站自动化的要求。因此，在配电网中迫切需要一种能自动跟踪电网对地电容变化的小虎补偿装置。 自动跟踪补偿小虎装置在电力系统中的应用，使电网系统发生单相接地故障时故障处接地电容电流被小虎