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随着社会的进步,电网技术不断发展,电网中无功负载的容量也不断地增加,大量的无功功率在电网中传输将使电能利用率大大降低且严重影响供电质量,波形畸变造成的谐波对电网带来极大的危害,若不加以控制,会严重影响电网的安全经济运行,无功补偿器设备对于电网的平稳运行以及降低电网损耗具有非常重要的作用。传统的无功补偿设备都是采用机械开关投切电容器组将电容器并联到电网中,实现无功功率的补偿。但是,机械投切电容器组无功补偿设备也具有非常明显的缺点,因此,采用晶闸管投切电容器组代替传统的机械开关,可以**地解决相关问题。另外,无功补偿器对于电网信号的检测的快速性与准确性也影响着补偿的实时性和准确性。
本文从无功补偿的相关理论入手,文章首先介绍了无功功率的相关概念以及无功功率对于电网的影响,并且分析了无功补偿的实质以及无功补偿的意义,概括介绍了无功补偿设备的发展情况。在对无功补偿相关理论梳理总结的基础上展开对于晶闸管投切电容器(TSC)相关理论的论述,分析了无功补偿电路的基本原理,重点分析了电容器组投入到电网的瞬态过程以及瞬时无功功率法进行三相瞬时无功电流检测。其次,在硬件设计方面,本设计采用TI公司的TMS320LF2407A芯片作为主控制器,该设计具有运算速度快、实时性好的优点。在零电压投切控制的硬件设计上,采用以光耦合器为主体的晶闸管两端零电压检测电路来产生零电压逻辑信号,这样可以**地节省主控制器资源,从而提高无功补偿器的实时性。另外,根据电力电容器的特点设计了电容器保护电路。在无功补偿器软件设计方面,重点介绍了基于瞬时无功功率理论进行三相瞬时无功电流检测的设计思路。**,通过MATLAB软件,搭建仿真系统,对无功补偿电容器投入到电网时刻的冲击电流进行仿真,对比了晶闸管零电压时刻投入和任意电压时刻投入到电网的电流波形,可以明显看出零电压时刻投入冲击电流最小。另外,还搭建了瞬时无功功率法检测三相瞬时无功电流的模型,运行仿真得到了三相瞬时无功电流的波形图。
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