基于DSP的配电网PT铁磁谐振及抑制装置研究

摘要

电磁式电压互感器(potential transformer,PT)是配电网中监测系统状态必不可少的装置.由PT铁芯饱和引起的铁磁谐振过电压对配电网系统的可靠运行与经济维护造成了巨大的威胁.虽然目前很多专家学者对铁磁谐振有了高度重视,对铁磁谐振进行了比较深入的研究,明确了铁磁谐振产生的机理,并针对性的提出了一些抑制铁磁谐振的措施,但实际运行效果和评价却各不相同,铁磁谐振引发的事故仍然会时有发生.因此,对配电网铁磁谐振产生的原因机理、影响铁磁谐振的因素、对应的抑制方法等需要做进一步的研究,探索出更为有效的抑制铁磁谐振的措施. 针对这一问题,本文根据现有抑制铁磁谐振措施存在的问题和发展趋势,对PT铁磁谐振过电压的产生机理、数学模型、检测方法等进行了深入研究.首先,从基本谐振电路出发,本文从理论层面上对PT铁芯饱和引起铁磁谐振的产生机理与影响因素做了深入的分析,明确了铁磁谐振现象的基本特征与发生铁磁谐振的系统参数范围.其次,在理论分析基础上对PT铁磁谐振回路进行了数学建模,对模型参数电流磁通曲线以及工频励磁伏安特性曲线的获取做出了详细的说明最后,本文在前面研究的基础上,提出了一种新型的基于DSP控制的铁磁谐振抑制装置,给出了该装置详细的硬件与软件设计过程,并通过MATLAB/Simulink软件进行了仿真研究.搭建了实验平台,对该装置进行了实验验证. 由实验结果分析得出,以TMS320F28335芯片、快速傅里叶算法为核心的新型铁磁谐振抑制装置可以实现对配电网进行实时的监测与分析功能,可在0.2s内完成配电网运行状态的分析判断,并及时采取保护措施,实时保障电网安全.