基于光纖觸發(fā)的無觸點有載自動調(diào)壓技術(shù)的研究.pdf

1、電網(wǎng)電壓存在波動，負(fù)荷變化也會影響電網(wǎng)電壓，從而不利于用電設(shè)備長期穩(wěn)定運行。在無功功率充足的情況下，變壓器調(diào)壓是最直接有效的穩(wěn)壓措施。本課題所在項目“無觸點有載白動調(diào)壓配電變壓器”研制出一種以反并聯(lián)晶閘管為分接開關(guān)的無觸點有載調(diào)壓配電變壓器，其容量為50kVA，使之帶不同性質(zhì)負(fù)荷進(jìn)行試驗，最終解決了樣機(jī)調(diào)壓可靠性問題，并達(dá)到了穩(wěn)壓目的。然而，變壓器高壓側(cè)繞組如果發(fā)生單相接地故障，位于高壓側(cè)的反并聯(lián)晶閘管和低壓側(cè)的控制系統(tǒng)間將承受較大的高

2、壓側(cè)相電壓。當(dāng)前所使用的位于接口處的電源變壓器及光電耦合器的絕緣效果無法滿足該耐壓要求。
　　光纖具有良好絕緣效果，在晶閘管的觸發(fā)問題上具有一定的應(yīng)用價值與發(fā)展?jié)摿?。本文所進(jìn)行的基于光纖觸發(fā)的無觸點有載自動調(diào)壓技術(shù)的研究就是利用光纖觸發(fā)技術(shù)以徹底解決變壓器高低壓側(cè)絕緣問題。調(diào)壓系統(tǒng)以STC89C52RC單片機(jī)為控制中心，將采集處理后所得的低壓側(cè)相電壓與設(shè)定的額定值作比較，根據(jù)需要發(fā)出控制信號經(jīng)光纖傳送給高壓側(cè)的觸發(fā)電路以完成分接開

3、關(guān)的切換，起到有載自動調(diào)壓的作用，穩(wěn)定變壓器輸出電壓。
　　本文以高耐壓的反并聯(lián)晶閘管為分接開關(guān)，設(shè)計了四種主接線方案。通過方案的選擇比較，最終確定了全電力電子式主電路設(shè)計，該設(shè)計采用光纖觸發(fā)反并聯(lián)晶閘管及光纖觸發(fā)雙向晶閘管啟動機(jī)構(gòu)，不僅解決了變壓器高低壓側(cè)間電氣隔離問題，同時也克服了機(jī)械觸點固有缺陷。通過分析變壓器不平衡運行時高壓側(cè)各相電壓偏移中性點程度，同時根據(jù)實際需要，確定了晶閘管的型號，并設(shè)計了RC緩沖保護(hù)電路。光纖采用了

4、配套的HFBR-1521型發(fā)送器、HFBR-2521接收器。
　　本文設(shè)計了反并聯(lián)晶閘管光纖觸發(fā)電路，同時設(shè)計了基于光纖觸發(fā)的啟動電路。通過光纖進(jìn)行控制信號的傳輸，保證了變壓器高低壓側(cè)的良好電氣隔離效果。觸發(fā)電路與啟動電路可靠運行的重難點在于高壓直流電源的獲取。本設(shè)計利用加在處于截止?fàn)顟B(tài)下的分接開關(guān)的交流電壓進(jìn)行整流濾波穩(wěn)壓得到所需直流電源。根據(jù)運行原理，針對電子元器件進(jìn)行了選型及參數(shù)設(shè)置，并通過實驗驗證。
　　在控制單元上

5、，從硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)入手，分別在原有基礎(chǔ)上加于改進(jìn)，以配合光纖觸發(fā)信號。由于啟動機(jī)構(gòu)與觸發(fā)電路在給與光信號的情況下動作恰好相反，故在分接開關(guān)轉(zhuǎn)換子程序中加以修改，以使反并聯(lián)晶閘管與雙向品閘管正確動作，完成啟動與調(diào)壓的過程。在實驗室模擬試實驗中，先后進(jìn)行了反并聯(lián)晶閘管光纖觸發(fā)實驗、光纖觸發(fā)啟動實驗及整體實驗，結(jié)果表明基于光纖觸發(fā)的無觸點有載自動調(diào)壓裝置能夠?qū)崿F(xiàn)基本調(diào)壓功能，并且解決了配電變壓器高低壓側(cè)電氣隔離問題，這對于現(xiàn)今全電力電子型