高压静态滤波无功补偿用控制器关键技术研究

• 作 者: 张仰维
• 机 构: 西安石油大学
• 出 处: 西安石油大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 直流电弧炉 无功补偿 谐波抑制 智能控制器 高压静态滤波

电力系统中的谐波和无功功率是影响电压稳定和产生电能损耗的一个重要因素。随着直流电弧炉在冶金行业所占比例的不断增加,其对电能质量的影响日趋严重,本文在分析直流电弧炉系统对电能质量影响的基础上,设计了一种TCP+TSC混合型动态滤波与无功补偿装置用控制器,该控制器以LPC2368作为主控芯片,选用ATT7022C作为电气测量参数变换电路,以FFT算法对原始数据进行处理,实现了对直流电弧炉系统的谐波分析。为了抑制无功补偿电容合闸时的涌流,采用晶闸管阀过零触发投切电容器组,通过控制晶闸管阀导通角α的大小来调节电抗器电流的大小防止功率因数的过补偿。为方便对控制系统的操作与管理,本控制器还设计了人机交互模块和数据存储电路。　　
软件部分采用模块化的设计思想对数据分析、投切控制、故障保护、数据存储、通讯和人机交互等程序分别设计。控制器采用FFT算法进行参数分析,以基于电压校准的无功功率控制方式对电容器组进行投切,并在电网电压或谐波畸变率超过设定值时,逐级退出电容器组和电抗器,实现保护。控制器还从硬件与软件两方面着手,采取了合适的抗干扰措施。　　
最后,通过在某13kA／60V直流电弧炉补偿系统中的应用,对控制器的部分性能做了实际检测。实验结果表明,本控制器的可应用于直流电弧炉系统实现功率因数的较好补偿,且设计合理、计算精度高、响应速度快,具有较好的应用前景。