低压智能电容器的硬件开发及软件应用-电气工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 低压智能电容器的硬件开发及软件应用 中文摘要 本文对低压无功补偿电容器智能化无涌流投切技术及控制方法进行了深入 的研究，在采用磁保持继电器同步开关技术的基础上提出了基于电压零点闭环 控制的自适应过零投切方法，同时设计并实现了与该方法相关的硬件电路。本 文实现了智能电容器软件及其控制策略、智能电容器监控系统，并通过智能电 容器的相关试验验证了智能电容器的可行性，最后介绍了本文研究的智能电容 器产品化应用的过程。 对比几种常见投切电容器技术的优缺点，采用一种基于磁保持继电器的同 步开关“无涌流”投切电容器技术。该技术通过控制磁保持继电器闭合与断开 时的相角，使电容器在电压过零点时投入电网。同步开关投切电容器技术相比 于双向晶闸管投切电容器技术具有可靠的开关性能以及“零”开关损耗的优点； 相比于复合开关投切电容器技术具有结构简单以及成本低廉的优点。 针对电磁开关动作时间分散性大导致同步控制准确性差的问题，提出一种 基于电压零点闭环控制的自适应过零投切控制方法。通过计算并反馈触头开关 （磁保持继电器）动作时刻与电压过零点时刻的时间差，实现闭环控制的效果。 该方法能够有效地避免因外界参数、电网环境波动以及触头开关个体差异等因 素对同步控制准确性的影响。此控制方法能够提高同步开关的准确性，进一步 降低电容器在投入时的涌流。 根据不同无功功率补偿场合的需要，分析智能电容器一次元件的选型设计。 根据同步投切开关及自适应过零投切方法的特点，设计过零点检测电路、磁保 持继电器驱动电路以及投切时刻反馈电路。研究自适应过零投切算法、循环投 切算法的软件实现。设计并实现了智能电容器监控系统。 最后，通过智能电容器的负荷投切试验验证磁保持继电器投切电容器的可 靠性；通过智能电容器“无涌流”投切试验验证基于电压零点闭环控制的自适 I 应过零投切电容器技术的“无涌流”效果；通过智能电容器挂网运行试验测试 智能电容器的实际运行情况，试验表明本文所研究的智能电容器能够在现场较 为复杂的电磁环境下长期稳定地运行并且根据线路需要及时地做出无功补偿响 应。 关键字：智能电容器，同步开关，自适应控制，过零投切 II Hardware Development and Software Applications of Low Voltage Intelligent Capacitor Abstract The low voltage intelligent capacitor was deeply studied in this paper, consisting of using magnetic latching relay synchronous switching technology, research on an adaptive zero-crossing switching technology for intelligent power capacitor based on closed loop control of zero voltage, control hardware circuit design of intelligent capacitor, implementation of intelligent capacitor software and its control strategy, realization of intelligent capacitor monitoring system and analysis of the relevant test of intelligent capacitor, introduction of the intelligent capacitor products. By comparing and analyzing the advantages and disadvantages of several common switching capacitor technologies, a synchronous switch based on magnetic latching relay which could switch capacitor without surge was used. By controlling the phase angle of opening and closing of the magnetic latching relay, the capacitor could be input at the time of zero voltage. Compared to the bidirectional thyristor switc