10KV电力电容器运行保护测控装置的研究

10KV电力电容器运行保护测控装置的研究

摘要

电力电容器作为电力系统中主要的无功补偿装置，其在电网中的有效应用可以起到提高电网功率因数，改善电网供电质量,降低电网损耗等作用。但是电力系统运行过程中的一些不确定性因素使其在运行过程中不能正常工作，并且产生故障，这不仅仅影响电网的供电质量，而且影响整个电网的安全可靠运行。因此，研究一种先进，可靠并且实用的电力电容器保护装置就显得尤为重要。

本文主要讨论了基于DSP技术的电力电容器微机保护测控装置，主要包括:电力电容器保护装置的基础性理论研究，电力电容器保护装置硬件和软件的设计以及技术上的实现。

基于对现有电力电容器微机保护装置的分析和对比，本论文对硬件和软件系统进行了模块化设计。硬件部分主要包括：电源系统模块，模拟调理模块，开关量输入输出模块，人机接口模块和通讯电路模块。在硬件的基础上，结合交流采样和傅立叶算法，本论文完成了主程序服务模块，中断服务子程序模块，键盘电压模拟量采集模块和通信模块等软件部分的设计。

关键词：电力电容器；微机保护；TMS320F2812；DSP。

THE RESEARCH ON CAPACITOR

PROTECTION DEVICE

ABSTRACT

Capacitor as power compensation device can improve the power factor, better the power net quality, reduce the loss,and so all. But during the running, there always exists some unsure elements which will effect the c apacitor’s work and make some malfunctions ,this not only effects the power net quality but also endanger the whole power net’s safe running . So, it seems necessary to research out an advanced,dependable and practical capacitor protection device .

This thesis mainly discusses the research on the Microcomputer protection device of capacitor based on DSP technology. It mainly includes: the reseach on the protection of power capacitor, the hardware design on the capacitor protection device and the research on how to realize the technology.

Based on the synthetical analyzing and contrasting the capacitor protection device now available,combining with CPLD technology, this thesis designed the hardware and software system united .The hardware embraced:power system unit, mimic recuterate unit,swithed in and out unit,connection between computer and men unit,and the communication of electric circuit unit.Relayed on the design of the hardware and conbined with the AC stamping and Fourier algorithm this thesis completed the design of every software, including the main routine and the interrupt service routine,key interrupt service routine, communication interrupt service routine,A/D procedure and data in and out service routine.

Keywords:power capacitor, TMS320F2812, microcomputer protection

目录

摘要.......................................................... I 目录........................................................ III 第1章：绪论.. (1)

1.1本课题研究的意义 (1)

1.2国内外电力电容器保护技术的发展 (2)

1.3本课题所做的工作 (3)

第2章：电力电容器保护的理论研究 (5)

2.1电力电容器的故障分析及处理 (5)

2.1.1 电力电容器发生故障的原因 (5)

2.1.2 电力电容器发生故障的现象 (5)

2.1.3 电力电容器的故障分析 (6)

2.2电力电容器的保护功能及原理 (7)

2.3电力电容器的保护装置及原理 (10)

第3章：电力电容器微机保护装置的硬件设计 (12)

3.1微机保护的CPU方案 (12)

3.1.1 传统的MCU+PSD保护方案 (12)

3.1.2 选取具有快速数据处理能力的数字信号处理器 (12)

3.2本设计系统硬件结构图3-1： (13)

3.3微机保护装置中的DSP芯片设计 (14)

3.3.1 时钟电路设计 (14)

3.3.2 复位电路设计 (14)

3.3电源模块 (15)

3.4模拟量采集模块 (16)

3.5开关量输入模模块 (17)

3.6开关量输出模块 (18)

3.7看门狗电路 (18)

3.8键盘、显示模块 (19)

3.9通信模块 (21)

第4章电力电容器微机保护装置的软件设计 (23)

4.1常见微机保护交流采样算法 (23)

4.2傅氏变换算法 (26)