基于DSP的配电网PT铁磁谐振监测及抑制装置的研究

摘要

本文通过对配电网三种中性点接地方式进行分析，指出其接地方式的运行特点和存在的问题。在中性点不接地系统中，电磁式电压互感器(PT)引起的铁磁谐振过电压是最常见、造成事故最多的一种内部过电压，严重影响了配电网安全运行。 通过分析了配电网PT铁磁谐振的产生机理，指出常用消除和抑制谐振的措施。由于传统的微机型消谐器一般都是采用8位或16位单片机做处理器，不能满足现代电网发展的需要。本文在传统的微机型消谐器的基础上，设计出了一种基于DSP的配电网PT铁磁谐振监测及抑制保护一体化装置。该装置的核心是采用美国TI公司的32位DSP芯片TMS320F2812，通过结合DSP算法，对其硬件和软件进行了设计，并且利用MATLAB/Simulink进行了仿真研究。 与其它消谐装置相比，本文设计的基于DSP的新型PT铁磁谐振抑制装置结构简单，价格便宜，功能全面，可靠性高，在电力系统中具有良好的应用前景。

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论文说明：图表目录

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致谢

第一章 绪论

1.1引言

1.2国内外研究现状

1.3研究的目的和意义

1.4本论文的主要研究内容

第二章 配电网铁磁谐振产生机理与抑制措施

2.1配电网的特点及中性点运行方式

2.1.1配电网的特点

2.1.2配电网中性点运行方式

2.2铁磁谐振现象

2.2.1铁磁谐振的一般原理

2.2.2铁磁谐振的基本特性

2.3 PT铁磁谐振的等效电路及原理

2.4铁磁谐振的参数范围

2.5配电网铁磁谐振抑制措施的分析

2.5.1选用励磁特性较好的PT

2.5.2加装线性阻尼电阻或灯泡

2.5.3加装可控硅多功能消谐装置

2.5.4 PT一次侧的中性点与地之间串接LXQ型消谐器

2.5.5在PT的一次中性点处接零序PT

2.6新型配电网PT铁磁谐振抑制装置

2.7本章小结

第三章 新型系统的硬件设计

3.1引言

3.2系统硬件框架设计

3.3 DSP主电路模块

3.3.1 TMS320F2812简介

3.3.2 TMS320F2812电源设计

3.3.3 TMS320F2812时钟及看门狗

3.3.4 TMS320F2812存储器配置

3.4数据检测模块

3.4.1交流变换电路

3.4.2信号调理电路

3.4.3模数转换电路

3.5开关量输入输出模块

3.5.1开关量输入回路

3.5.2开关量输出回路

3.6键盘显示模块

3.6.1液晶显示模块

3.6.2键盘模块

3.7通信模块

3.7.1 RS232通信模块

3.7.2 eCAN总线通信

3.8本章小结

第四章 新型系统的软件设计

4.1 DSP软件开发环境

4.2 F2812DSP的开发流程

4.3 CCS2.0编程软件

4.4 DSP的傅里叶算法

4.4.1离散傅里叶变换(DFT)

4.4.2快速傅里叶变换(FFT)

4.5系统软件的主程序流程

4.6定时采样中断的流程

4.7本章小结

第五章 铁磁谐振系统的仿真研究

5.1引言

5.2 MATLAB／Simulink仿真软件

5.3系统仿真模型的建立

5.3.1 PT仿真模型的建立

5.3.2系统仿真模型的建立

5.3.3系统的Simulink仿真模型

5.4系统仿真结果及分析

5.5本章小结

第六章 总结与展望

6.1本文的工作总结

6.2今后工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文