（电力系统及其自动化专业论文）变压器谐波及直流分量抑制研究.pdf

a b s t r a c t a b s t r a c t i nm o d e mp o w e rn e t w o r k s t l l en e we l e c t r i c a le q u i p m e n t ss u c ha ss o m en o n - l i n e a rl o a d s 、i m p a c t i v e1 0 a d s a p p e a rc o n s t a n t l y , w h i c hm a k ep o w e rq u a l i t yo f p o w e rs y s t e mm o r ea n dm o r es e r i o u s a st h ek i n d so f e l e c t r i c a l l o a d si np o w e rs y s t e mb e c o m em o r ea n dm o r ec o m p l i c a t e d , h a r m o n i c sa n dd cc o m p o n e n t si ns y s t e mi sa l s o m o r ea n dm o r es e r i o u s t h e s ec o m p o n e n t sb ya f f e c t i n go nt h et r a n s f o r m e rl c a dt oh a r m o n i c sd e p l e t i o no f t r a n s f o r m e r , t r a n s f o r m e rt e m p e r a t u r ei n c r e a s i n ga n dd e c r e a s eo fi t su s a g el i f e t i m e , e s p e c i a l l ys o m es m a l l d i s t r i b u t i o nt r a n s f o r m e r s ，t h e yw i l le v g nb ed e s t r o y e dw h e nl a r g eh a r m o n i cc u r r e n t sp a s st h r o u g hb e c a u s eo fi t s b a da b i l i t yt or e s i s to v e rh a r m o n i c sl o a d s i nr e c e n ty e a r st h er e s e a r c ho np o w e rq u a l i t yh a sr e c e i v e dw i d ea t t e n t i o n , al o to fp o w e rq u a l i t yp r o b l e m s h a v eb e e nm a n a g e de f f i c i e n t l y b u tt h em a i nr e s e a r c ht a r g e t sf r o md o m e s t i ca n da b o a r da m o s t l yc o n c e n t r a t e d o ns o m el o a d sw h i c ha r em o r es e n s i t i v et op o w e rq u a l i t y , t h e s el o a d si n c l u d e sc o m p u t e r , a u t o m a t i cc o n t r o l l e d e q u i p m e n t s ，c o m m u n i c a t i o ne q u i p m e n t sa n ds oo n ，b u tn os p e c i a lr e s e a r c ho nt t a l l s f o r l n e r n o w a d a y sa l lk i n d so f d e t e c t i o nm e t h o d s 、t h e o r e t i c a lr e s e a r c h 、a c h i e v i n gw a y st e n dt ob ev e r ym a t u r e ，t h ec a p a c i t ya n dc a p a b i l 姆o f p o w e re q u i p m e n t sa r ea l s oi m p r o v e dg r e a t l y , s oi ti sa n e wr e s e a r c ha r e at or e s t r a i nh a r m o n i ca n dd cc o m p o n e n t s o f t r a n s f o r m e rb yu s i n gp o w e re l e c t r o n i ct e c h n o l o g y t h er e s e a r c hc a ng r e a t l yi m p r o v et h es e c u r i t yo f t r a n s f o r m e r ， m a k ep o w e rq u a l i t yb e t t e ra n db r i n ge n o r m o u se c o n o m i cb e n e f i t s s ot h i st e c h n o l o g yc a nb ew i d e l yu s e di na l l k i n d so f d i s t r i b u t i o nn e t w o r k s f i r s tt h eo c c u r r i n gr e a s o b so ft h eh a r m o n i ca n dd cc o m p o n e n t si np o w e rs y s t e ma n di t sd a m a g et o t r a n s f o r m e r sa r ei n t r o d u c e di nt h ep a p e r , a l s ot h ec u r r e n tr e s e a r c hs t a t u so nr e s t r a i n to fh a r m o n i ca n dd c c o m p o n e n t sa r ea n a l y z e d b a s e do nt h ea n a l y s i so ft h ef r a m e w o r ka n dp r i n c i p l eo ft r a n s f o r m e r , t h i sp a p e r p r o p o s e san o v e lh a r m o n i ca n dd cc o m p o n e n t sc o m p e n s a t o rf o rt r a i l s f o r m e r t h ed i s t r i b u t i o nt r a n s f o r m e ri s e q u i p p e dw i ma na d d i t i o n a lw i n d i n go nt h es e c o n d a r ys i d e a n dap w mi n v e r t e ri sc o n n e c t e dt ot h ea d d e d w i n d i n g n ”a d d e dw i n d i n gc a l lt h u su s e dt oc o m p e n s a t et h eh a r m o n i cc u r r e n t so nt h es o u r c es i d ea c c o r d i n gt o t h ed e t e c t e dh a r m o n i cc o m p o n e n t so f t h el o a ds i d e t h i sp a p e ra n a l y z e st h ed i s a d v a n t a g e so fs o m ed i f f e r e n th a r m o n i cd e t e c t i n gm e t h o d sa n ds t u d i e st h et h e o r y o fi n s t a n t a n e o u sr e a c t i v ep o w e ri nd e t a i l s t h et h r e ep h a s eb a l l l l o n i cd e t e c t i n gm e t h o db a s e do at h et h e o r yo f i n s t a n t a n e o u sr e a c t i v ep o w e ri st h et h e o r e t i c a lb a s i so ft r a i l s f o r m e rh a r m o n i ca n dd cc o m p o n e n t sr e s t r a i n t t 1 1 i s p a p e ri n t r o d u c e st w od e t e c t i n gm e t h o d ss y s t e m a t i c a l l yo nt h eb a s eo f d e e pr e s e a r c ho nt h et h e o r yo f i n s t a n t a n e o u s r e a c t i v ep o w e r ：i n s t a n t a n e o u sa c t i v e - r e a c t i v ep o w e rd e t e c t i n gm e t h o d ( p - qm e t h o d ) a n di n s t a n t a n e o u s a c t i v e r e a c t i v ec u r r e n td e t e c t i n gm e t h o d0 p - l qm e t h o m t h i sp a p e ri n t r o d u c e ss o m ec o n t r o l l i n gm e t h o d so f c o m p e n s a t i o nc u r r e n t sw h i c ha r eu s e dm o r eo r e nn o w a d a y s ， a l s oc o m p a r e st h ea d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so ft h e s ec o n t r o l l i n gw a y s ，t h em e t h o do fh y s t e r e s i sc o m p a r ei s t a k e n 舶t h ec o n t r o is t r a t e g yf o rt h er e s t r a i n to fh a r m o n i ca n dd cc o m p o n e n t so ft r a n s f o r m e ri nt h i sp a d 盯n e d cs i d ev o l t a g eo ft h em a i nc i r c u i tu s e sp ic o n t r o l l i n gm e t h o d 1 1 西sp a p e ru s e sp s c a d ，e m t d ct om a k ea s i m u l a t i o nr e s e 缸c ho nt h eh a r m o n i ca n dd cc o m p o n e n t sc o m p e n s a t o rf o rt r a n s f o r m e r , t h e na n a l y z e st h e s i m u l a t i o br e s u i t s t h u sp r o v i d e st h et h e o r e t i c a lr e f e r e n c e sf o rd e v e l o p m e n t so ft r a n s f o r n l e rh a n n o m ca n dd c r e s t r a i n te q u i p m e n t s t h ed e v e l o p m e n to fh a r d w a r ee s t a b l i s h m e n ti s c o m p o s e do fm i c r oc o n t r o l l e ra r m p c 2 1 0 4 ) a n dm i c r op r o c e s s o rd s p ( t m s 3 2 0 l f 2 4 0 7 ) ，t h u st h ee q u i p m e n t sc a nn o to n l yh a v eas t r o n gd a t a p r o c e s s i n gf u n c t i o n ，b u ta l s oas 订o n gc o n t r o lf u n c t i o no nt h ep e r i p h e r a le q u i p m e n t s k e yw o r d s ：p o w e rq u a l i t y ；u a n s f o r m e r ；h a r r n o m ca n dd cc o m p o n e n t sr e s t r a i n t ；i n s t a n t a n e o u sr e a c t i v ep o w e r t h e o r y ；c u r r e n tt r a c t i o nc o n t r o l l i n g ；e m u l a t i o n ；d i g i t a ls i g n a lp r u c e s s o r 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过 的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我 一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印 件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质 论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括 刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研究生院办理。 e t 期：d 彩i f 第一章绪论 1 1 引言 第一章绪论 在现代电网中，电力电子设备的应用领域越来越广，各类新型电气设备不断涌现，包括一些非线 性负荷、冲击负荷等，使得电网中电能质量问题日益严重。这些电力电子装置，特别是使用相控整 流技术的大容量非线性负载消耗大量无功功率的同时也产生大量的谐波电流。随着电力系统用电负 荷种类越来越复杂。系统中的谐波与直流分量也越来越严重，这些分量对变压器和发电机等的运行 构成了极大的威胁，也影响了供电质量，对电网和电气设备的安全运行与正常使用造成了威胁。同 时，现代工业、商业及居民用户的用电设备对电能质量更加敏感，对电能质量的要求也越来越高。 随着用电负荷的增长，电压等级的提高和变压器容量的增大，解决这个问题的紧迫性也日益引起了 电力部门的关注。鉴于此，必须对谐波及直流分量进行补偿和抑制。如今对谐波进行补偿己成为电 力电子技术、电力系统、电气自动化、理论电工等领域内的重要研究课题。 1 1 1 谐波的产生原因 自从采用交流电作为电能输送的一种方式起，人们就知道电力系统中的谐波问题。电网中的谐 波主要是由各种大容量电力和用电变流设备以及其他非线性负载产生的，但是，近年来随着非线性 装置的大量使用，使这一问题更加突出。所谓非线性装置就是在正弦供电压下产生非正弦电流或者 在正弦供电电流下产生非正弦电压的装置。 由于近3 0 年来大功率电力电子技术的发展以及它们在各个领域中的广泛应用，使非线性负荷大 量增加，他们对电力设备以及用户和通讯线路带来有害的影响。目前在工矿企业和运输部门中，非 线性负荷大量增加。首先是硅整流和换流技术的发展。其次是冶金、机械工业的发展使电弧炼钢炉 容量不断扩大，单台容量和相应的电炉变压器容量也急增大，此外工业中广泛采用的电弧焊和接触 焊设备、矿热炉、硅铁炉、高频炉等均属非线性负荷。电力变压器的容量也在不断增大，由于经济 工作点的考虑，也成为电力系统的一个重要的非线性负荷。非线性负荷从电网中吸收非正弦电流， 引起电网电压畸变，因此称为谐波源。不对称的波动谐波源使电能质量严重恶化，危及电力系统的 安全和经济运行。l 1 1 电力系统中的谐波源中，迄今广泛使用的变压器也是一种不可忽视的谐波源，这种波形畸变主 要与变压器的设计和运行有关，也来自电力变压器的激磁电流。变压器的谐波电流是由其励磁回路 的非线性引起的。吲加载变压器上的电压通常是正弦电压，该电压和铁心磁通是微分关系，吲即 “= nd 办( 1 1 ) 式中；为变压器绕组匝数，西为变压器铁心磁通。 因此铁心中磁通也是按正弦规律变化的，只是其相位比电压相位滞后y 2 。励磁电流和磁通的 关系是由铁心的磁化曲线决定的。由于磁化曲线是非线性的，所以产生正弦磁通的励磁电流只能是 非正弦的。图1 1 给出了磁通为正弦波时励磁电流的波形，这里未考虑磁滞的影响。可以看出，图 1 - 1 中的励磁电流己变成具有1 4 周期对称特点的尖顶波了。对其波形进行傅立叶级数分析可知，其 中含有全部的奇次谐波，以3 次谐波分量为最大。 东南大学工程硕士学位论文 p ol u j j i 励， 羼尹= = 。： o x!o 。 khm 7 图卜1 变压器的磁化曲线( 无磁滞) 考虑磁滞影响时的磁通和励磁电流的波形如图l - 2 所示。和图1 - 1 的波形相比，励磁电流波形发 生扭曲，已不再是1 4 周期对称波形，但仍是正负半周对称的波形，其中仍只含有以3 次谐波为主 的奇次谐波。对带有非对称性负荷的变压器而言，会大大增加励磁电流的谐波分量。 o 。 q ，嚣：尊o愁，： 纱 i m 7 v 7 图1 - 2 变压器的磁化曲线( 有磁滞) 变压器励磁电流的谐波容量和铁心饱和程度直接相关，即和其所加的电压有关。正常情况下， 所加电压为额定电压，铁心基本工作在线性范围内，谐波电流含量不大。但在轻载时电压升高，铁 心工作在饱和区，谐波电流含量就会大大增加。另外，在变压器投入运行过程、暂态扰动、负载剧 烈变化及非正常状态运行时，都会产生大量的谐波。 1 i 2 直流分量的产生原因 在线运行的变压器绕组内产生较大的直流分量，可以由以下原因引起： 4 - 8 j 1 ) 太阳“磁暴”的影响。因为地磁场的变化将在地球表面诱发电位梯度，这种电位梯度可达 每公里几伏至上百伏，这一低频且具有一定持续时间电场作用于输电系统中性点接地的电力变压器 时，地表电位梯度将在其绕组中诱发地磁感应电流，其频率在0 0 0 1 1 h z 之间，与5 0 i - i z 的交流系统 相比可近似看作直流。 2 ) 直流输电线路与交流输电线路的并行运行。地表电流通过交流变压器的接地中性点在交流 变压器的励磁电流中产生直流分量。 3 ) 交流网络中存在电压电流关系曲线不对称的负载。电压电流关系曲线不对称的负载，如相 控交流负载，相控整流器，线路换向逆变器都能产生直流分量。 以上几种情况在交流变压器中均会产生直流偏磁现象。 1 1 3 谐波和直流分量对变压器的危害 理想的公用电网所提供的电压应该是具有单一而固定的频率以及规定幅值的电压。谐波电流和 电压的出现，对公用电网是一种污染，它使用电设备所处的电气环境恶化，也对周围通信系统和公 用电网以外的设备带来危害。具体来说，其危害主要包括：“ ( 1 ) 谐波使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率，大 2 第一章绪论 量的3 次谐波流过中性线时会引起线路过热甚至发生火灾； ( 2 ) 谐波影响各种电气设备的正常工作谐波对电机的影响除了引起附加损耗外，还会产生机械 振动、噪声和过电压谐波可使变压器局部严重过热，使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命 缩短，以致损坏； ( 3 ) 谐波会引起公用电网中局部并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大。使前面的危害大大增加， 甚至引起严重事故； ( 4 ) 谐波会导致继电保护和自动装置误动作，并使电气测量仪表计量不准确； ( 5 ) 谐波会对邻近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量，重者导致信息丢失，使 通信系统无法正常工作 谐波流过配电变压器时对配电变压器造成的危害大致有以下几个方面： 1 ) 谐波导致铁损增加。 配电变压器铁损包括涡流损耗及磁滞损耗。涡流损耗与作用在变压器铁芯上电磁波的透入深度 艿有关，此深度通常是角频率国、磁导率、和电阻率p 的函数，即 艿：臣 v 掣 ( 1 - 2 ) 在非正弦电压的情况下，可把该电压波形用下面函数表示： u = u 。s i n k e r( 1 3 ) 其中u 。一变压器原边电压幅值， 一角频率，k 一指数。 式( i - 2 ) 为变压器的激磁函数，若用其产生的电磁波影响铁芯来描述，设r o t - - - x ，则y = s i n x ，当 k = i 时，是纯正的正弦波，k 1 是平顶波，蛉l 是钟罩形波( 尖顶波) 。在电压有效值或幅值相同 时，钟罩形电磁波的透入深度比正弦波小，当k = 3 时，约为正弦波透入深度的0 8 o 9 倍，这 时铁芯损耗增大。当k ( 汁 7 (罩 o l 口 m 2 0 0 ，而乞 0 时，应该使疋 0 ，u c 就上升，可以达到任意值，这一点可以由电路中交流侧电感的贮能作用和对功率器件通断的控制来保证。 3 2 第四章变压器谐波分量抑制的控制策略 但在实际电路中，器件的耐压是有限的，不可能使电压u c 无限上升。 反之p a 屏，铁- g , i 作在更加非线性的区域，励磁电流工饵) 波形的尖峰更加突出，但正负半 波是对称的。 4 2 第六章变压器直流分量抑制研究 之 ，? 舡 ，过励磁状雍 屯警 h l i a 、额定状态 7 一 瓣丽_ 瀚 拶趟苍 vv 图6 1交流过励磁下的变压器励磁电流 6 3 2 直流傧磁下的变压器励磁电流波形 直流偏磁下，直流和交流励磁磁通相叠加，形成偏磁时的总磁通密度占。与直流偏磁方向一致的 半个周波大大增加，另外半个周波的反而减小，对应的励磁电流l 波形呈现正负半波极不对称的形 状，如图6 2 所示。 ， e 直流偏磁i 扫卜。 i 磁通变化 寸l 1 叶 十9l j h l a 、 额定状态 1 3 ( 偏磁) j ，爪b 。土册，八 j 、必j 曲。、 如吓 厂v 图6 2 直流偏磁下的变压器励磁电流 6 3 3 单相变压器直流偏磁励磁电流仿真分析 图6 3 为单相变压器出现直流偏磁示意图。图6 3 中，霄，为电源的电阻和电感j 脚为变压器 接地点地电位升高j 塘为电源交流电压：为非线性互感。图6 - 4 、6 - 5 为在变压器副边开路时等效 电路和磁路模型，模型中分别考虑了单相变压器直流偏磁下的漏磁和由于偏磁导致的额外损耗。图 6 4 中的为变压器的非线性额外热损耗il7 为变压器铁心的非线性电感j 届，。，屉，厶分 别为变压器原、副边的电阻和电感。图5 中的尼，如为变压器旁柱的线性漏磁磁阻：风，如 丕翌奎兰三堡堡主兰竺丝塞 分别为变压器旁柱铁心的非线性磁阻：品，届分别为变压器主柱的线性漏磁磁阻和非线性铁心磁 阻：助原边的磁动势。副边开路时，原边的绕组电流* 励磁电流，则有电路方程 “= l 2 如衍+ n 2 d o d r - i - r 2 i 2 佑一1 ) 式中，玑厶、屉分别为变压器副边的电压、线性电感、线性电阻? 曲为单柱内有副边线圈的磁 通。 磁路方程2屯一r。o=0(6-2) 式中，r m 为变压器的非线性等效总磁阻j 2 乞为副边总磁势。电路和磁路方程通过时间变 化的磁通庐联系。根据 刊。妞；到。尘! 尘二生 西i f + 6 f a t d t k 。 址 两个方程可采用数字迭代法求解。 图6 3单相变压器直流偏磁开路电路示意图 图6 4 直流偏磁变压器副边开路下的等效电路 佑一3 ) 第六章变压器直流分量抑制研究 图6 5 直流偏磁变压器副边开路下的等效磁路 本文利用单相单柱变压器仿真，通过仿真，变压器在正常下励磁电流的波形见图6 6 ，图6 7 表 示了单相变压器直流偏磁情况下励磁电流的波形图。 5 0 冬0 5 0 3 1 4 3 1 83 2 23 2 6 3 3 0 图6 6无直流偏磁下的励磁电流波形 图6 7 有直流偏磁下的励磁电流波形 由图可见，随着直流电流的增加，变压器的励磁电流畸变越来越严重，并出现严重的半周饱和。 4 5 东南大学工程硕士学位论文 6 4 变压器直流分量抑制仿真分析 以单相变压器为例，对变压器直流分量的抑制进行了仿真分析。仿真模型利用p s c a d 啪c 来搭 建。图6 8 给出了变压器直流分量抑制装置仿真系统主电路图。变压器谐波分量抑制装置的仿真模型 主要由电压源变流器、控制算法模块、驱动模块等构成。 “蒜1 青 f f r 一4 匕 m 一，e = 忆 。_ 一拦 l f 一 0 _ 一，p ! i r e f 。疋揠 图6 - 8 变压器直流分量抑制装置仿真系统主电路图 主要仿真条件为：电源电压为e ：2 0 0 v ，工频5 0 b i n 如图6 - 8 所示，变压器绕组1 、2 、3 的 电压等级分别为2 0 0 v 、i o o v 、l o o v 。中性点在0 2 秒时接入0 1 k v 的直流电压源，补偿电路在0 6 秒时开始动作。 系统中各电流、电压名称意义如下： l 一单相电力系统中电源侧相电流 l 一负载侧的单相电流； 一补偿绕组侧主电路中流动的电流 第六章变压器直流分量挪制研究 仿真波形如图6 - 9 所示，该图显示从0 0 0 秒到1 秒的仿真波形。从该图可以看出，在0 2 秒后 中性点接入l o o v 的直流电压源时，此时有直流分量进入变压器绕组，使变压器发生直流偏磁，变压 器一次侧的电流波形有明显的直流偏磁现象。在0 6 秒直流分量抑制装置动作时，变压器一次侧的 电流波形接近于正弦波形，相对于补偿前有明显的效果。0 2 秒到0 6 秒的波形具体如图6 1 0 所示， 0 6 秒到1 0 秒的波形具体如图6 - i l 所示。通过图6 - 1 0 中补偿参考电流和实际补偿电流的波形可 以看出，补偿参考电流的波形和实际补偿电流的波形两个基本重合，这说明本文采用的控制策略可 以有效抑制流过变压器的直流分量。 图6 - 9 变压器直流分量抑制装置仿真波形( o 0 0 1 0 0 秒) 4 7 图6 - 1 0 变压器直流分量抑制装置仿真波形( 0 2 0 - 0 6 0 秒) 图6 1 1 变压器直流分量抑制装置仿真波形( 0 6 0 1 0 0 秒) 第六章变压器直流分量抑制研究 6 5 限制变压器直流偏磁的几种方法分析 6 5 1 变压器中性点注入反向电流的方法 文献 3 4 和 3 6 提出了一种变压器中性点注入反向电流的方法，装置图如图6 - 8 所示装置组件及 原理接线见图1 。注入反向直流装置的“地”端为变电所外约3 0 0m 处设的的独立补偿接地极，直流发 生装置的“输出”端经限制进入直流发生装置的交流电流的限流电抗器后接至变压器中性点。变压 器中性点直流电流监测和控制装置，测量变压器中性点直流电流，并根据中性点直流电流值和方向， 自动启动直流发生装置产生正确方向和数值的反向直流，达到限制变压器中性点直流电流的目的 变电所接地同 补偿接地电极 图6 8 变压器中性点注入反向直流装置的原理图 6 5 2 在变压器中性点串联电阻降低流过中性点的直流分量 这种措施需要保证在系统发生不对称接地故障和变压器遭到雷击时，变压器中性点的电压在其 绝缘水平的允许范围以内并留有足够的裕度。为了降低对电阻热容量的要求和主变中性点的过电压 也需要并联放电间隙。国内已有利用主变中性点接小电抗的方法限制系统短路电流的做法。 日本有关于在2 2 0 k v 变压器中性点与地之间串电阻，限制直流电流的报道。采用小电阻的方案， 需对电阻的容量、过电流( 电压) 、并联间隙的结构及动作行为、间隙的通流能力、接入电阻后对 变压器防雷性能的影响等多方面进行分析研究 6 5 3 在变压器中性点串联高压电容器隔离直流分量 这种措施需要保证在系统发生不对称接地故障和变压器遭到雷击时，变压器中性点的电压在其 绝缘水平的允许范围以内并留有足够的裕度。显然需要一定容量的电容器组与放电间隙( 或可控硅) 相并联。i a t 这种保护设备国外有现成的装置，主要适用于小容量变压器防止太阳黑子运动造成的较大直流 电流使变压器过载烧毁的。用于大容量变压器的因直流输电引起的小直流分量的未见报道。如果要 采用，则需要对电容器组的容量、过电流( 电压) 并联间隙的结构及动作行为、间隙的通流能力、 接入电容器后对变压器防雷性能的影响等多方面进行分析研究。 东南大学工程硕士学位论文 6 6 本章小结 本章首先介绍了直流偏磁对变压器的影响，并对变压器直流偏磁时的励磁电流进行了分析，以 单相变压器直流偏磁为例进行了仿真分析。运用p s c a d e m t d c 仿真软件对变压器直流分量抑制装置 进行了仿真分析。仿真结果表明，本文所采用的检测、控制策略可以有效地抑制流过变压器的直流 分量。本章最后对限制变压器直流偏磁的几种方法进行了分析。 5 0 第七章变压器谐波及直流分量抑制装置硬软件设计 第七章变压器谐波及直流分量抑制装置硬软件设计 7 1 硬件设计 该装置的功能有：采集电流电压信号以便d s p 做运算；发出p w m 触发脉冲；由d s p 控制检测继 电器开关状态及装置的启动、停止；f 1 3 p ) b 接键盘、液晶显示器，通过显示器与上位机相接。 7 1 1 硬件原理图 装置硬件部分采用微控制器r a m ( l p c 2 1 0 4 ) 加微处理器d s p ( t m s 3 2 0 l f 2 4 0 7 ) 模式，这样使 得装置既具有很强的数据处理功能，又具有较强的外围设备的控制功能。限于篇幅，另外装置的信 号调理硬件部分和驱动硬件部分在这里不作详细介绍，这三块组成了一套完整的装置。原理框图如 图5 _ 1 所示 d s p 调试口 外扩i o 口2 l 外扩两片 r a m 4 a d | | p 删】i 继电器 输入| | 输出i 控制检 口3 | 11 2 7 闽口1 0 d s p 2 0 l f 2 4 0 9 d s p l ld s p 电源il 复位 il 晶振8 囝 上 位 机 1 8 a r m l p c 2 1 0 4 1 6 a r m 电源 图7 1 装置硬件原理图 a r m 复位 a 蹦调试口1 4 夜晶显示器1 ： 覆稠 图中键盘( 1 5 ) 接口采用z l g 7 2 9 0 芯片，通过它的1 2 c 总线与a r m 的1 2 c 总线连接；l c d 是点阵 式液晶显示频f m i l 2 8 6 4 a ，它的8 根数据线分别与3 2 为a r m ( l p c 2 1 0 4 ) 的一个字节中的8 为相连， 控制线与a