低压无功补偿系统硬件设计.doc

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1、摘　　要本文主要介绍低压无功补偿装置的基本原理、控制方案以及硬件方面的选型和设计。该补偿系统采用TI公司的定点TMS320LF2812系列DSP和MCU的双控制器进行控制，TMS320LF2812为补偿装置的总控制器，具有自动采样计算、无功自动调节、故障保护、数据存储等功能。同时具备指令运算速度快（约100MIP）、运算量大的优点，同时MCU与外部设备进行通讯，互不干扰，更好的满足了实时性和精确性的要求。采用晶闸管控制投切电容器、数字液晶实时显示系统补偿情况，可以实现快速、无弧、无冲击的电容器投切。为了更详细的介绍该系统，在论文第四章设计了比较完整的各功能模块的硬件电路

2、图，其中包括电源模块、信号变换及调理模块、AD采样模块、锁相同步采样模块、通讯模块等。关键字：低压无功补偿；晶闸管投切电容器；DSPAbstractThispapermainlyintroducesthebasicprincipleoflow-voltagereactivepowercompensationdevice,controlschemeandhardwareselectionanddesign.ThecompensationsystembyTIcompany'sfixed-pointtms320lf2812seriesDSPandMCUdualcontroll

3、ercontrol,tms320lf2812compensationdevicecontrollerwithautomaticsamplecalculation,automaticreactivepowerregulation,faultprotection,datastorageandotherfunctions.Atthesametimewiththeinstructionoperationspeed(about100MIP),theadvantagesoflargeamountofcomputation.Atthesametime,MCUandperipheral

4、equipmentcommunicationanddonotinterferewitheachother,bettermeettherequirementsofreal-timeandaccurate.Theuseofthyristorcontrolledswitchedcapacitor,digitalLCDdisplayreal-timecompensationsystemsituationcanachievefast,noarc,withouttheimpactofthecapacitorswitching.Inordertomoredetailedintrodu

5、ctiontothesystem.Inthefourthchapterofthethesisdesignthehardwarecircuitdiagramofeachfunctionmoduleofrelativelycomplete,includingpowermodule,signaltransformationandconditioningmodule,ADsamplingmodule,phaselockingsynchronoussamplingmodule,communicationmoduleblockandsoon.KeyWords:Lowvoltager

6、eactivepowercompensation;Thyristorswitchedcapacitor;DSP目　　录目　　录2第一　绪论11.1选题的背景与意义11.2低压无功补偿装置的发展状况11.2.1国外情况21.2.2国情况31.3本课题研究的主要容3第二章　TSC无功补偿的基本原理52.1无功补偿的基本原理52.2低压电网无功补偿的方式62.3晶闸管投切电容器的原理72.3.1晶闸管投切电容器的基本原理82.3.2补偿回路的构成及原理92.3.3晶闸管触发原则102.3.4电容器的分组方式12第三章　无功补偿控制系统的总体设计143.1系统的基本原理143.

7、2主电路连接方式143.3无功补偿算法的选择153.3.1积分法153.3.2移相法163.3.3公式法173.4电容器补偿容量计算17第四章　系统的硬件设计204.1系统硬件总框图204.2系统各功能模块214.2.1电源模块214.2.2电流、电压信号调整电路224.2.3AD采样模块234.2.4锁相同步采样电路244.2.5FPGA模块254.2.6通信模块264.2.7人机对话模块274.2.8逻辑电平转换电路274.2.9可控硅驱动模块274.2.10补偿电容器过载电流调理模块294.2.11其他辅助模块304.3系统硬件设计