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电力变压器作为电力系统中极其重要的组成部分,其运行状态直接影响到电力系统的电能质量,虽然经过长年的改进,但是变压器的安全性依旧不高。空载变压器合闸时,会产生一个随机的电流,称之为励磁涌流。励磁涌流会造成变压器差动保护误动作,同时高电流也会对变压器线圈产生危害,需要寻找一种抑制空载变压器合闸励磁涌流危害的方法。 本文首先查阅了近年来国内外文献,分析了励磁涌流的原理,总结了识别和抑制空载变压器合闸励磁涌流方法,并对各种抑制励磁涌流的方法进行了对比,得出只有通过选相合闸的方案能够彻底抑制励磁涌流。为形象观察并分析空载变压器合闸产生的励磁涌流,对合闸的暂态进行了数学建模分析,并通过矩阵实验室(MATLAB)软件对空载变压器合闸过程以及选相合闸抑制方案进行了仿真,分析了影响励磁涌流大小的相关参数,并确定了最佳合闸相位,得出无剩磁变压器在电网电流过零时刻合闸能够彻底消除励磁涌流。考虑到合闸过程中会产生合闸时间分散的误差,特别对不同分散时间误差下的抑制效果进行了仿真。在查找和对比国内外对误差控制的方法后,确定了误差补偿方案,即应用数字采样滤波确定合闸相位,控制配备永磁操动机构的真空断路器动触头运动对空载变压器合闸。 数字滤波采样方面,有限冲击响应数字滤波器(FIR)具有滤波后相位延迟可控的优势,因此选用并设计了工频信号的FIR滤波器,通过仿真验证了滤波器效果;配永磁操动机构真空断路器动触头控制方面,由于模糊PID能够自动调节控制参数,在分析了永磁操动机构原理以及动触头运动原理后,选定了模糊PID控制动触头运动的方案。通过分析模糊PID控制原理并仿真了对线性系统控制,初步验证了方案的可行性。 应用这些方案技术,本文设计了基于 TMS320F2812数字信号处理芯片为核心的空载变压器合闸励磁涌流抑制系统,并对外围电路进行了扩展,扩展能够实现对三相电压电流信号采集,以及对配永磁操动机构真空断路器动触头运动的控制。应用实验室设备对控制系统进行了初步测试,系统能够实部分功能,达到一定的要求,为以后的完善打下基础。