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多模态三相电压暂降故障模拟装置的研发

多模态三相电压暂降故障模拟装置的研发

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作者：何雪琴重庆科技学院

学位级别：硕士

在实际运行的电力系统中,各种大功率用电设备的投切、设备与线路短路故障、局部用电户的超负荷运行、各种大功率电力电子装置的使用等等,常常给电力系统带来各种扰动,影响着电网的电能质量,这些扰动一般通过电压或者是电流的幅值、波形... 详细信息

在实际运行的电力系统中,各种大功率用电设备的投切、设备与线路短路故障、局部用电户的超负荷运行、各种大功率电力电子装置的使用等等,常常给电力系统带来各种扰动,影响着电网的电能质量,这些扰动一般通过电压或者是电流的幅值、波形以及频率的异常表现出来,其中,电压暂降、短时中断等问题比较常见,占据较大比例。造成的经济损失也较为严重,目前对电压暂降的问题的研究主要在于其检测、定位以及治理等方面。对电压暂降故障电源的发生研究相对较少,所以本文围绕电压暂降故障电源发生器的问题,提出了基于自耦变压器与双向电子开关配合实现的方案,对方案进了仿真。在此基础上,设计开发了一种电压暂降故障发生装置。并成功对敏感性电气设备进行了实验。仿真与实验平台的成功搭建验证了所设计的电压暂降故障发生装置的可行性与有效性,所开发的电压暂降故障模拟装置能够有效地产生多种模态下的电压暂降故障。本文的主要工作如下:(1)对电压暂降的典型问题进行了论述,并描述了不同电压暂降类型的特征,根据电压暂降的特征,将其分为对称电压暂降与不对称电压暂降两大类。考虑不同电压暂降类型特征,是作为电压暂降模拟装置设计方案的前提,为后续电压暂降模拟装置的设计以及电压暂降的仿真提供理论依据。(2)针对目前的电压暂降故障模拟装置实现方案存在局限且不易实现的问题,基于自耦变压器与双向电子开关,提出了一种新的实现方案。结合了变压器形式与电力电子形式的优势,在实现电压暂降的基础上减少了电子器件的使用,控制了成本,并且在变压器实现形式的基础上引入了双向电子开关,使电压暂降模拟装置在响应速度上有了很大提升。(3)在方案设计完成的基础上,利用MATLAB仿真软件对电压暂降模拟装置实现方案进行了模拟仿真,并验证了该方案的可行性。在此基础上,完成了试验的电路设计,其中包括主电路、基于M57962L芯片的驱动电路、基于单片机的控制电路、负载电路、保护电路。(4)研究开发了一种参数可调、产生及时、使用方便的异常状态下的电源,能够有效地模拟产生多种电压暂降故障电源。开发的故障发生器输出电压可模拟实际电力网中可能出现的多种电压暂降故障形态。连接负载进行了电压暂降实验,验证了敏感性电气设备对电压暂降的抗干扰能力。并将实验平台输出波形与仿真波形进行了对比分析,通过仿真与实验平台验证了本文电压暂降模拟装置实现方案的有效性与可行性。

关键词：多模态电压暂降模拟装置双向电子开关

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三相大功率电压暂降抗扰度测试设备研制

三相大功率电压暂降抗扰度测试设备研制

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作者：韦婉琰北京工业大学

学位级别：硕士

发达国家凭借早期制定的电磁兼容强制标准制造贸易壁垒,制约我国弧焊设备对外贸易。我国弧焊设备电磁兼容性要求国家标准GB 15579.10-2008自2009年12月起强制执行,弧焊设备制造商必须依照国家标准要求设计、制造弧焊设备。在弧焊设备的... 详细信息

发达国家凭借早期制定的电磁兼容强制标准制造贸易壁垒,制约我国弧焊设备对外贸易。我国弧焊设备电磁兼容性要求国家标准GB 15579.10-2008自2009年12月起强制执行,弧焊设备制造商必须依照国家标准要求设计、制造弧焊设备。在弧焊设备的各项电磁兼容性指标中,电压暂降抗扰能力是弧焊设备电能质量评价的主要指标。弧焊设备电磁兼容问题的社会效益和经济效益使我国弧焊设备制造商对弧焊设备电磁兼容问题引起重视,激发了适用于弧焊设备的大功率电压暂降抗扰度电磁兼容测试设备的研究。依据国家标准GB 15579.10-2008和GB/T 17626.11对电压暂降发生器的要求,充分考虑各类弧焊设备频繁启动的焊接工况,制定三相大功率电压暂降抗扰度测试设备设计方案。以IGBT和整流桥组成的双向功率电子开关组为设计核心,配合交流接触器实现以相序调整电路、电压暂降发生主电路及接触器保护电路为主的测试设备硬件设计。软件设计以MSP430F449单片机为控制核心,基于MT506TV触摸屏设计人机交互界面,完成了相序调整、电压暂降、人机界面程序编程。通过触摸屏实现三种试验模式的选择及参数设定,包括:模式一依据国家标准对单相弧焊设备进行电压暂降抗扰度试验、模式二依据国家标准对三相弧焊设备进行电压暂降抗扰度试验、模式三自定义参数进行电压暂降抗扰度试验。通过软件系统与硬件系统的结合能够进行符合设定的电压暂降抗扰度试验。三相大功率电压暂降抗扰度测试设备由相序调整单元、接触器保护单元、暂降发生单元及暂降程控单元四个单元组成,对测试设备进行脱机及联机试验,通过测试过冲电压变化、电压突变时间、角度分辨率及测试容量,评价样机性能,试验表明测试设备各项参数指标基本符合预期设计要求,能很好应用于大功率电压暂降抗扰度试验中。研究工作为三相大功率电压暂降抗扰度测试设备提供了理论指导和完整的技术解决方案。

关键词：电磁兼容电压暂降相序调整双向电子开关

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