基于DSP的配电网电容电流测量装置的研究

摘要

随着城市化进程加快，中低压配电网规模逐年扩张，绝缘线路、新型电缆线路取代传统架空线路,使得线路对地电容增大，中性点接地方式相应发生改变。消弧线圈装设必要性、容量选择及其准确跟踪补偿，均以配电网对地电容电流大小为依据，因此研制配电网电容电流测量装置具有很高的理论价值和实际意义。
　　本文在分析东营区域配电网中性点接地方式的基础上，对终端区域配电网开展信号注入法测量电容电流应用分析。通过稳定性分析、相对误差分析以及仿真实验，对几种常用信号注入法适用范围、优点及局限性进行对比，确定采用变频信号注入法作为本设计的核心方法。基于变频信号注入法的电容电流测量装置本质为一个信号发生器，采用DSP与FPGA作为本设计控制器，采用SPWM脉宽调制作为全桥逆变控制信号源，采用电流滞环控制方式对逆变器达到闭环控制。结合MATLAB软件对变频信号源进行仿真验证，并进行软硬件设计，搭建电网模拟实验平台，对设计的变频信号源进行模拟实验。测试结果表明，测量装置在电网存在一定不平衡电压时输出信号依然稳定可靠，测量精度高，具有一定的实用性。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外发展的现状

1．2．1 中性点接地方式的发展与现状

1．2．2 配电网电容电流检测技术的发展与现状

1．3 本文主要工作

第2章 基于信号注入法的配电网电容电流测量方法分析

2．1 中性点经消弧线圈接地系统电容电流测量方法分析

2．1．1 工频注入法

2．1．2 恒频注入法

2．1．3 变频注入法

2．2 本章小结

第3章 变频信号源的设计与仿真

3．1 变频信号源的设计要求

3．1．1 变频信号源的类型

3．1．2 变频信号源的扫频范围

3．1．3 变频信号源的误差分析

3．2 变频信号源的实现方法

3．2．1 变频信号源拓扑结构

3．2．2 变频信号源的控制方式

3．2．3 变频信号源的变频方式

3．3 变频信号源的仿真

3．4 本章小结

第4章 电容电流测量装置的软硬件设计

4．1 变频信号源的硬件设计

4．1．1 整流滤波及变频电路

4．1．2 控制器选择

4．1．3 信号采集电路

4．1．4 保护设计

4．2 变频信号源的软件设计

4．2．1 主程序设计

4．2．2 变频子程序

4．2．3 数字滤波设计

4．3 本章小结

第5章 实验平台搭建与结果分析

5．1 实验电路

5．2 实验结果分析

5．3 本章小结

第6章 结论及展望

参考文献

致谢