可控电抗器智能测控装置精品版Word格式文档下载.docx

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无功补偿可以收到下列的效益：

①提高用户的功率因数,从而提高供电设备的利用率;

②减少电力网络的有功损耗；

③合理地控制电力系统的无功功率流动，从而提高电力系统的电压水平，改善电能质量，提高了电力系统的抗干扰能力；

④在动态的无功补偿装置上，配置适当的调节器，可以改善电力系统的动态性能，提高输电线的输送能力和稳定性；

⑤装设静止无功补偿器（SVS）还能改善电网的电压波形,减小谐波分量和解决负序电流问题。

对电容器、电缆、电机、变压器等，还能避免高次谐波引起的附加电能损失和局部过热。

4.根据电抗器的调节方式电抗器的分类？

传统上来讲,可控电抗器的分类一般按调节方式来划分,其分类图如图1所示。

主要分为传统机械式可控电抗器、磁控电抗器（MCR）、晶闸管控制电抗器（TcR）、PWM控制电抗器和超导可控电抗器。

（1）传统机械可调电抗器

调匝式和调气隙式可控电抗器是最早出现并且应用最广泛的可控电抗器,其基本原理是通过调节绕组线圈匝数或调节铁心气隙的长度而改变电抗器磁路磁导,从而改变电抗器的电抗值。

调匝式可控电抗器较易实现,但是电抗值不能做到无极可调。

调气隙式可控电抗器由于机械惯性和电机的控制精度问题,而在工程上无法实现,且传动机构也容易发生故障。

（2）晶闸管控制电抗器

晶闸管控制电抗器（TCR）,是随着电力电子技术发展起来的一种新型可控电抗器。

它采用线性电抗器与反并联晶闸管串联的接线方式,通过控制晶闸管的触发角就可以控制电抗器的等效电抗值。

TCR控制灵活,响应速度快,缺点是在调节时会产生大量的谐波,需要加装专门的滤波装置。

在高压大容量场合,必须采用多个晶闸管串联的方式,造价高昂。

由于TCR的造价和无法避免的谐波问题,使其在高压和超高压电网中的应用受到了限制,目前主要应用范围为35kv及10kv的配电网的静止无功补偿装置。

（3）磁控电抗器磁控

电抗器是通过改变铁心的磁阻来实现电感值可调。

磁阻大,电感小;

磁阻小,电感大。

改变电抗器磁阻的方法一般有两种,一种是外加直流助磁来改变磁路的饱和程度,另一种是在控制绕组外加交流电流调节电抗器铁心中的磁通来实现电抗值可调的目的。

A、直流可控电抗器

直流可控电抗器属于磁控电抗器的一种。

它包括直流助磁式可控电抗器、高漏抗变压器式可控电抗器、磁阀式可控电抗器及正交磁心式可控电抗器。

（l）、直流助磁式可控电抗器（CSR）

直流助磁式可控电抗器是通过改变电抗器副边控制绕组的直流电流来改变磁路的饱和程度。

当直流电流加大时,磁路饱和程度加深,交流有效磁导率降低,有效电抗值减小;

反之,当直流电流减小时,有效电抗值增大。

由于直流控制绕组和交流工作绕组含有较大谐波分量,并且噪声问题比较严重,因此此类可控电抗器有一定的适用范围。

（2）高漏抗变压器式可控电抗器汀（TCT）

高漏抗变压器式可控电抗器是在晶闸管控制电抗器（TCR）基础上发展起来的一种可控电抗器。

其一、二次绕组间的短路阻抗很大（达10%）,二次绕组用晶闸管短路。

通过调节二次侧晶闸管的导通角来调节二次绕组中的短路电流,可以实现电抗值的连续平滑可调。

此可控电抗器相对于晶闸管控制电抗器（TCR）的优点是将可控硅元件转移到变压器低压侧,降低了设备的成本,但仍存在谐波问题,需要增加滤波装置。

（3）磁阀式可控电抗器

国内对于磁阀式可控电抗的研究较多,取得了丰富的研究成果。

磁阀式可控电抗器的铁心分裂为两半,每个铁心柱上对称的绕有两个匝数为N/2的绕组,铁心柱上下两个绕组各有匝比为占=从/N的抽头,它们之间接有晶闸管KP1,、KP2,不同铁心的上下两个绕组交叉连接后并联到电网。

KP1,和KP2:

在一个工频周波内轮流导通,构成全波整流。

改变KP1;

和KP2的导通角,便可以改变被控电流的大小,从而改变铁心的饱和程度,实现电抗值的连续可调。

国内武汉大学对此类型的可控电抗器研究深入,并有实际的产品运行于电气化铁路的牵引变电站,用于负序控制和无功补偿。

（4）正交磁心式可控电抗器

正交磁心式可控电抗器是直流可控电抗器中起步较晚的一种采用特殊的正交铁心结构的可控电抗器,副边绕组磁场和原本绕组磁场在空间上正交。

正交磁心式结构使直流控制绕组中不会感应交流侧的感应电势,同时还可以通过改变直流控制绕组中的电流来改变铁心中的磁通,进而达到控制电坑的目的。

通过在铁心中开一定大小的气隙可以降低可控电抗器的谐波成分。

因而正交磁心式可控电抗器具有控制简单,谐波含量少的优点。

B、交流可控电抗器

交流可控电抗器属于磁控电抗器的一种。

它包括基于磁通控制式可控电抗器、变压器式可控电抗器、调容式可控电抗器。

由于直流磁控电抗器存在谐波的缺点,近年来对交流磁控电抗器的研究有所深入。

（l）基于磁通控制式可控电抗器

基于磁通控制式可控电抗器是一种新的可控电抗。

它通过在带气隙的变压器的二次侧采用有源的方式注入一个与一次侧电流成比例的电流,改变二次侧注入电流的大小即可实现变压器一次侧等效阻抗的连续可调。

与现有的可控电抗器相比,此可控电抗器铁心不饱和,从原理上来讲不产生谐波,可以实现电抗值的无极可调。

这种电抗器目前处于理论研究阶段。

（2）变压器式可控电抗器

交流变压器式可控电抗器是在高漏抗变压器式可控电抗器基础上提出的一种拓补形式。

通过分极控制各控制绕组反并联晶闸管的导通和关断以达到分极平滑调节整个电抗器等效阻抗的目的。

由于晶闸管工作时处于全导通或全关断,所以不会对系统产生谐波污染.

（3）调容式可控电抗器

调容式可控电抗器在电抗器工作时,当有较大的感性电流时,利用晶闸管分组投入电容器,利用电容电流限制部分电感电流,通过改变接入其中的电容器组数,达到调节补偿电流的目的。

由于在工作工程中,晶闸管处于全导通或者全关断状态,所以不会产生谐波。

但由于是分极控制,调节过程不是连续的。

另外,由于通过使用电容来抵消电感电流,从而使系统容量增大,成本增加。

（4）PWM控制电抗器

PWM控制电抗器是新近几年发展起来的一种基于脉宽调制（PWM）技术的可控电抗器。

使用两个双向开关和一个电抗器构成整个可控电抗器。

两个双向开关互补开关操作,达到调整电抗值的目的。

PWM控制电抗器是基于高频斩波的PWM控制,因此具有响应速度快、谐波含量低、电抗量可平滑调节的优点。

但由于电力电子器件的耐压条件约束,使PWM控制电抗器的应用领域里受到了相当大的限制。

（5）超导可控电抗器

它是利用超导体的超导态/正常态的转变特性。

线路正常时,超导体处于超导态,具有零电阻和完全排磁通效应（迈斯纳效应）,装置阻抗很低:

在发生短路故障时,它转为正常态,具有一定的电阻,失去完全排磁通效应,使装置阻抗迅速增大以限制短路电流。

超导可控电抗器集检测、转换和限流于一体,响应速度快,且具有自恢复功能,与其它装置相比具有无可比拟的优越性,是一种理想的限流装置,具有广阔的应用前景

5.这几种电电抗器的优缺点？

传统机械式可控电抗器结构简单,容易控制,没有谐波产生,但由于控制精度不高,响应速度较慢,因而应用前景不理想。

晶闸管控制可控电抗器控制灵活,但由于器件成本和谐波的原因,一般应用于中低压配电网。

直流磁控式可控电抗器结构复杂,控制简单,可以连续平滑调节;

借助磁通控制,易在高压场合使用,但是谐波问题无法避免。

如果采用合适的结构采或绕组接线方式,将谐波水平限制在一定范围之内,则在高压电网中的应用前景广泛。

交流磁控电抗器消除了谐波问题,亦可在高压电网中应用,但是大部分属于分极控制,不能连续平滑调节,在使用场合上有一定的限制。

PWM控制电抗器和超导可控电抗器是性能良好,控制复杂,有需要近一步深入研究,在工程化应用方面尚有时日。

根据课题需要我选择晶闸管可控电抗器

二、智能测控装置

“测量”和“控制”是人类认识世界和改造世界的两项工作任务,而测控仪器和系统则是人类实现这两项任务的工具和手段。

按照仪器或系统担任的任务不同,测控仪器或系统可分为三大类:

单纯以测试或检验为目的的“测试（检测）仪器或系统”;

单纯以控制为目的的“控制系统”以及测量控制为一体的“测控系统”

随着微电子技术的不断发展,微处理器芯片的集成度越来越高,已经可以在一块芯片上同时集成CUP、存储器、定时器/计数器、并行和串行接口、甚至AD/转换器等。

人们把这种超大规模集成电路芯片称作“单片微控制器”（SINGLECHIPMICROCONTROLLER）。

单片微控制器的出现,

引起了仪器仪表结构的根本性变革,以单片微控制器为主体取代传统仪器仪表的常规电子线路,可以很容易地将计算机技术与测量控制技术结合在一起,组成新一代的“智能化测量控制系统”

1、智能测控系统的组成

智能测控系统实际上是一个专用的微型计算机系统,由硬件和软件两大部份组成。

包括单片微控制器、输入输出通道（包括模拟信号输入输出通道和数字信号输入输出通道）、人机接口界面（键盘、显示器、打印机等）、片外存储器以及数据通信接口以及计算机。

智能测控系统的软件部分主要包括监控程序和接口管理程序两部分。

2、智能测控系统的特点

智能测控系统中由于引入了微型计算机,中央处理单元具有四则运算和逻辑运算,控制,通讯等功能,所以与传统的电子仪器相比较,智能测控系统具有以下几个主要特点:

（1）实现测试自动化。

由于系统有信息存储、判断与处理功能,所以能控制开关通断、量程自动切换、系统自动校准、故障自动诊断、结果自动输出等,使整个测试系统自动完成。

（2）提高测试精度。

测控系统引入了微型计算机以后,可以进行数字滤波,采用软件对温度、气压等环境因素引起的误差进行补偿,对传感器、电子器件的非线性进行校正,通过自动校准来消除系统误差,从而可以将系统的测量精度大大提高。

（3）实现多通道测量。

智能测控系统可以配备多个通道,具有同时测量多种参数或多个同类参数的功能。

对于多路信号,系统能进行高速扫描采样,宏观上看,测量过程基本上是同时进行的。

（4）系统功能强。

以微控制器为核心的智能测控系统具有很强的功能,它通过软件可以满足各种需求,如选择功能、信息处理与分析功能、自校准功能、自诊断功能、显示与记录功能等。

（5）数据通讯组成复杂控制系统:

智能测控系统可以按照串行总线（如RS232总线接口、USB总线接口）或并行总线（如:

GPIB标准、IEC625标准）规约,与其他智能测控系统或计算机或常规数字仪表方便的实现互联,可完成更复杂的测控任务。

（6）掉电保护功能:

智能测控系统内装有后备电池和电源自动切换电路,或采用EEPRoM,存储重要数据`31。

三、可控电抗器和智能测控装置的总体设计

1、可控电抗器采用晶闸管可控电抗器（TCR）

2、智能测控装置的设计

A、微处理器的选取（DSP芯片）

DSP芯片,也称数字信号处理器芯片,是一种有特殊结构的微处理器。

DSP芯片的内部采用改进型的哈佛结构,具有专门的硬件乘法器,广泛采用流水线操作,提供特殊的DSP指令,可以快速实现各种数字信号的处理算法,所以基于DPS的智能测控系统是智能测控系统发展的一个重要趋势,与基于单片机的智能测控系统相比,它具有的以下优势:

（1）提高系统测量的准确性:

实时、高速处理数据,可以进行复杂的滤波算法,具有快速多次重复测量的能力。

（2）提高系统控制的精确性:

能实现复杂的控制算法。

（3）推动测控仪器的“硬件软化”:

硬件集成度高。

（4）增强系统的可靠性:

自检周期将显著地缩短。

因此,本课题选取DSP器件作为系统的核心微处理器。

然后，根据DSP芯片的硬件资源（RAM、ROM的大小，外部可扩展的程序和数据空间,总线接口,10接口等）、DSP芯片的价格、DSP芯片的功耗选取合适的芯片

B、前向通道设计

由于微控制器只能处理数字信号,但是测量对象有数字量,也有模拟量,数字量可以直接进入微处理器,而模拟信号则需要转换成数字信号才能进入微处理器,所以针对两种不同的信号设计了模拟量前向通道和数字量前向通道。

C、

D、数学文化答案接口电路的设计选取

昆虫记片段阅读题及答案RAM芯片时需要考虑的最重要的问题是存储器的存取速度是否与DSP的读写速度相匹配以及需要容量的大小。

与IntelX86处理器不同,DSP的数据存储空间和程序存储空间是分开的,在扩展片外存储器的时,需要用到DSP特殊的存储器控制信号。

TMS320F240可扩展的外部程序存储器总共19K2字:

64K字程序存储器;

6K4字数据存储器;

64K字10寻址空间。

由于TMS320F240芯片内部有544字的双端口数据/程序RAM,16K的FALHSEEPRMO,因此MTS32LF240本身资源即可构成一个最小系统。

对于TMS320F240,在设计中要使用的几个重要的控制信号包括:

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（1）DS信号:

此信号为片外数据空间选通信号,它总保持为高电平,在DSP要访问外部数据空间时,该信号变为低电平。

在外扩数据存储器时,可以利用DS信号来产生片选信号。

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（2）PS信号:

此信号为片外程序空间选通信号,它总保持为高电平,在DSP要访问外部程序空间时,该信号变为低电平。

在外扩程序存储器时,可以利用PS信号来产生片选信号。

（3）SI信号:

此信号为10空间选通信号,它总保持为高电平,在DSP要访问10空间时,该信号变为低电平。

（4）R/w信号:

读/写选定信号,它指明了与外部装置通信时信号的传送方向。

通常情况下为高电平,即读方式;

在DSP要求执行写操作时,该信号变低。

有理数的加减混合运算（5）RD信号:

读使能选通信号,读选择表示一个有效的外部读周期,此信号对所有外部程序、数据、10空间有效。

日本语言学校学费（6）wE信号:

写使能选通信号,该信号下降沿表示该控制器驱动外部数据线D15一DO,它对所有外部程序、数据、10空间写有效。

极昼的知识（7）TSRB信号:

外部存储器访问选通信号,该信号通常保持高电平,当DSP执行一个外部总线周期时,插入一个低电平。

在访问片外空间时该信号有效。

杨浦区高三英语一模答案2018D、后向通道设计

由于TMS320F24O自身仅带有28个可编程10引脚,都是功能复用型,所以能做10功能的引脚不多,为使所设计的系统具有可扩展性,以及为系统升级提供方便,所以对系统的or口进行了扩展。

外扩10的方法比较多,可以选用三态门缓冲器和锁存器作为10接口电路,这种设计方式硬件结构简单,但是硬件确定之后,就不能再更改数据流的方向,这样设计可能会给将来的升级带来不便。

考虑到使系统信号输入输出的便利性,所以在设计系统硬件时选用可编程通用并行10芯片8255来进行数字信号的输入输出。

E、

F、方法分析课件机接口设计

教师读书摘抄及心得智能测控系统应具有人机对话功能,即人与机器交换信息的功能。

作用是:

用户可以对智能测控系统进行状态干预和数据输入;

智能测控系统可以向用户报告系统的运行状态与处理结果。

实现人机对话的部件有键盘、显示器和打印机等,这些部件与系统主体之间的连接是通过人机接口电路完成的由于该测控系统对测量数据的整体分析（测头的位移当量和三个坐标轴的位移量）是在计算机上实现的,以DSP为中心的处理平台负责对测头模拟量和光栅数字量进行处理,所以只要求人机界面具有显示当前三个坐标值的功能。