串联补偿型故障限流器的设计与研究

摘要

随着电力系统的规模的不断扩大，电网中短路故障引起的事故也在不断增加，发生短路故障时需要对线路中的过电流进行限制。故障限流器具有良好的限流性能，其中饱和铁芯型故障限流器具有限流效果好和便于配合系统重合闸等优点，具有较好的应用前景。 本文研究了一种基于可控串补结构的饱和铁芯型故障限流器，可以对电源电压跌落进行补偿并在发生短路故障后提高限流器的限流能力，本文通过JMAG建立了饱和铁芯模型，并通过Matlab/Simulink验证了其限流能力，设计了串补部分的拓扑及参数，通过Matlab/Simulink验证了其串补能力及对限流能力的提升。饱和铁芯偏置电流的控制环境是直流量和偶倍频谐波分量相叠加的非线性环境。为了有效地控制偏置电流，本文设计了基于滞环控制和模糊控制的饱和铁芯型故障限流器偏置电流控制系统，设计了相关的控制参数，并通过Matlab/Simulink进行仿真分析，通过对比得出模糊控制具备更高的控制效率。接着本文设计了基于TMS320F28335型DSP的实验平台，该平台包括信号采集电路、调理电路、IGBT驱动电路、下位机软件和上位机软件等，通过实验验证了限流器在稳态运行和故障限流时的优良特性。 经过改进的基于可控串补结构的饱和铁芯型故障限流器可以有效地对短路电流进行限制且可以对电源电压跌落进行补偿，在稳态运行的过程中也不会产生较大的开关损耗，具有较好的应用前景。

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