基于FPGA的空載變壓器相控合閘技術研究.pdf

1、變壓器是依賴電磁感應原理工作的靜止電機，是電力系統(tǒng)中頻繁投切的設備。變壓器屬于感性負載，在空載情況下投入會產(chǎn)生勵磁涌流的現(xiàn)象，過大的勵磁涌流會為電力系統(tǒng)帶來不利影響。為降低勵磁涌流的危害，應用相控技術是很好的解決方案。本文基于對空載變壓器相控技術的應用研究，通過控制變壓器的切除和投入時間，減弱開關暫態(tài)過程的影響，達到抑制涌流的目的。
　　本文分析了勵磁涌流的產(chǎn)生機理，對相控技術做了闡述，根據(jù)電磁理論推導給出最佳合閘時間的計算公式。

2、通過構(gòu)建空載變壓器系統(tǒng)的仿真模型，模擬了不同剩磁情況下，隨機合閘和相控合閘策略的效果，并進行對比分析，驗證了相控合閘技術削減涌流的效果。根據(jù)理論分析結(jié)合仿真結(jié)果，提出以延遲合閘技術為策略，構(gòu)建一套以FPGA為控制核心的空載變壓器相控投切系統(tǒng)。
　　文中對FPGA的應用做了闡述，對比了已有的其他控制芯片，指出了其作為控制器的優(yōu)越之處，根據(jù)功能要求設計了控制系統(tǒng)的硬件和軟件結(jié)構(gòu)。硬件設計重點是FPGA控制電路和相關外圍電路的設計，以及

3、各部分之間的連接關系;軟件采用模塊化設計，設計完成后進行了時序仿真，驗證了程序的正確性。
　　控制器設計完成后，提出了構(gòu)建空載變壓器相控實驗平臺的方案，依次搭建驅(qū)動電路、負載回路等。測試機械開關的性能，針對控制板進行了空載觸發(fā)實驗，證明控制精度在0.2ms以內(nèi);進行電磁兼容性試驗，部分實驗達到3級水平;最后進行了單相變壓器和三相變壓器的合閘測涌流實驗，采集電流波形并對比相控合閘和隨機合閘的效果。從實驗結(jié)果分析，本文設計的系統(tǒng)能夠完