无源动态滤波器在线监测系统的研究与设计

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无源动态滤波器可以有效滤除谐波电流、降低电流有效值、改善电能质量,在建材、纺织领域得到广泛应用。由于谐波的原因,无源动态滤波器存在元件过电流、过电压、老化、直至损坏等现象,造成其滤波效果变差直至无法正常运行。为此,本文在企业委托项目“无源动态滤波器研制”资助下,研究并设计了无源动态滤波器的在线监测系统,提出了无源动态滤波器失谐元件的辨识方法,为无源动态滤波器的检修提供了依据。
  本文主要研究工作和取得的结果如下:
  (1)分析非线性负载的谐波特性发生变化,投切时的电压、电流的冲击等因素,揭示了是滤波电容器与滤波电抗器的老化失效导致无源动态滤波器的谐振频率偏移,提出了无源动态滤波器的失谐元件辨识方法,实现了滤波电容器故障、可变电抗器晶闸管断路和元件参数变化的辩识,并通过仿真验证。
  (2)针对无源动态滤波器失谐原因,分析了在线监测系统的功能需求,完成了由监测终端、服务器和上位机组成的无源动态滤波器在线监测系统的总体方案设计;确定了监测终端、服务器和上位机的软硬件功能,并进行了硬件造型。(3)根据无源动态滤波器的在线监测系统的功能需求和总体方案,设计了监测终端的硬件,包括参数采集电路,获取了无源动态滤波器的运行状态参数;微处理器及其外围电路,进行了通信的控制和数据的处理;GPRS通信电路,传输了采集的数据。
  (4)根据系统的总体方案,完成了监测系统的软件设计,包括监测终端各个模块的软件,实现了数据的采集;设计了通过GPRS网络连接服务器的软件流程,实现了数据的传输;设计了服务器的软件框架,完成了数据的收集与存储;应用了上位机调用API访问了服务器,完成了数据的可视化。
  (5)完成了无源源动态滤波器在线监测系统的试验,监测了无源动态滤波器的运行状态,通过与现场数据的对比分析,证明了监测数据的准确性、辨识方法的有效性。
  综上所述,本文研究的无源动态滤波器的在线监测系统,监测了无源动态滤波器的运行状态,有效辨识了无源动态滤波器的失谐器件,为检修无源动态滤波器提供了技术手段,成果具有一定的理论性和较大的实用价值。
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