变电站接地网阴极保护电源的研究与设计

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1、西安科技大学硕士学位论文变电站接地网阴极保护电源的研究与设计专业名称：电力电子与电力传动作者姓名：周津阳指导教师：杜京义论文题目：变电站接地网阴极保护电源的研究与设计专业：电力电子与电力传动硕士生：周津阳（签名）____________指导教师：杜京义（签名）____________摘要变电站接地网是电力系统的一个重要组成部分，是保证人身安全和电力设备可靠运行的重要环节。但因其埋在土壤中，常年受到土壤的腐蚀作用而导致粗细不均或发生断裂，当电力系统发生接地短路故障时，便会对人身和电力设备造成危害。因此，变电站接地网的防腐措施是电

2、力系统可靠运行的一个重要保障。阴极保护法是接地网防腐措施的一个基本方法，目前普遍使用的是大功率晶闸管恒电位仪作为阴极保护电源，由于其体积大，效率低，可靠性低，已不能满足目前电力系统的需求，基于现状，本文研究并设计了一套高频数控软开关阴极保护电源。本文首先描述了高频数控软开关阴极保护电源的整体框图和主电路拓扑结构，并且为了降低开关损耗加入了软开关技术，然后分析了两种软开关技术（ZVSPWM全桥变换器和ZVZCSPWM全桥变换器）的原理、可行性和优缺点，并给出了几种实现ZVZCSPWM全桥变换器的拓扑结构，最后选取了一种ZVZCS拓扑作为本课题设计的功率

3、电路，并进行了仿真验证。其次，对所设计的阴极保护电源进行了详细的软硬件设计，包括EMI滤波器、主电路的软启动、高频变压器、吸收电路、IGBT驱动电路、控制电路和辅助电路。主控芯片采用目前较先进的数字信号处理器TMS320F28335为核心。另外还重点介绍了移相控制程序的设计和数字PID的设计，以实现数字闭环控制。最后，搭建了一套阴极保护电源实验平台，进行了相关的模拟实验，对其各个功能进行了测试，其可行性得到了验证。关键词：变电站接地网；阴极保护；DC/DC全桥变换器；软开关研究类型：应用研究Subject：TheResearchandDesignof

4、CathodicProtectionPowerSupplyonSubstationGroundingGridsSpecialty：PowerElectronicsandPowerDrivesName：ZhouJinyang（Signature）____________Instructor：DuJingyi（Signature）____________ABSTRACTSubstationgroundinggridsisanimportantpartofpowersystem,istoensurethepersonalsafetyandthepowere

5、quipmentreliableoperation.However,becauseburiedinthesoil,soilerosionbyperennialrolewhichledtouneventhicknessorbroken,soGroundingresistanceincreases.Whenthepowersystemisshortedtogroundfault,groundingresistancewillcauseanincreaseinthepotentialofthegroundlineendsabnormallyhigh.Whe

6、nthepotentialdifferenceexceedsthesafetythreshold,itwillcauseharmtothephysicalandelectricalequipment.Therefore,anti-corrosionmeasuressubstationgroundinggridsisanimportantguaranteereliableoperationofthepowersystem.Cathodicprotectionisanessentialtoolforcorrosionprotectionofgroundi

7、nggrids.Currentlywidelyusedmethodsarethesacrificialanodeorthyristorpotentiostatwhichbelongtoenforcecurrentlaw.Becauseofitslargevolume,lowefficiency,lowreliability,hasbeenunabletomeetthecurrentneedsofthepowersystem.Basedonthestatusquo,westudyanddesignahigh-frequencysoftswitching

8、digitalcontrolcathodicprotectionpower.Thispaperdiscuss