电气工程及其自动化毕业设计-基于调匝式消弧线圈的控制器设计.doc

1、i本科毕业论文（20 届）基于调匝式消弧线圈的控制器设计所在学院专业班级 电气工程及其自动化学生姓名指导教师完成日期ii目录摘要 .IAbstract.II引言 .11 消弧线圈装置发展概况 .21.1 中外研究情况 .21.2 分类与特性分析 .31.3 当前的缺陷与不足 .41.4 本文的主要内容 .42 消弧线圈的工作原理 .42.1 中性点运行方式 .42.1.1 大电流接地系统 .52.1.2 小电流接地系统 .62.2 电网调谐系统分析 .72.2.1 非接地故障时调谐分析 .72.2.2 单相接地时调谐分析 .83 调匝式消弧线圈系统分析设计 .83.1 设计动机 .93.2 系

2、统设计 .93.2.1 设计目标.93.2.2 系统结构 .93.3 消弧线圈容量的计算 .103.4 阻抗三角形法测电容电流 .103.5 确定脱谐度和阻尼率 .113.5.1 确定阻尼率 .123.5.2 确定脱谐度 .124 控制器硬件设计.124.1 控制器原理 .124.2 工控机 .134.2.1 工控机结构 .134.2.2 工控机的型号 .144.3 数据采集卡 .144.3.1 采集卡型号 .144.3.2 模数转换模块 .154.3.3 存储器 .164.4 显示屏选型 .16iii4.5 输入输出信号的调理 .174.5.1 模拟量输入调理 .174.5.2 开关量处理

3、.194.6 连接器选型 .225 控制器软件设计 .235.1 控制器算法 .235.1.1 离散傅里叶变换 .235.1.2 算法优化 .245.2 软件流程图设计 .245.2.1 初始化 .245.2.2 控制主设计 .245.2.3 状态自检 .255.2.4 档位调节 .276 结论 .28参考文献 .29致 谢 .30ivContentsAbstract.IIIntroduction.11Development of arc suppression coil device.21.1 Foreign research situation.21.2Classification and

4、 characteristic analysis .31.3Current defects and deficiencies.41.4The main content of this paper.42Working principle of arc suppression coil.42.1Neutral point operation mode.42.1.1Large current grounding system.52.1.2Small current grounding system.62.2Analysis of power network tuning system .72.2.1

5、Tuning analysis for non earth fault.72.2.2 Analysis of single phase to ground.83 Design and analysis of the system of the arc suppression coil with the turn - turn type.83.1Design motivation.93.2 System design.93.2.1 Design target .93.2.2 System structure .93.3Calculation of capacity of arc suppress

6、ion coil .103.4Capacitance current measured by impedance triangulation .103.5Determine the degree of de harmonic and damping rate .113.5.1Determine damping rate .123.5.2Determine the degree of de - harmonic.124Controller hardware design.124.1Controller principle .124.2 IPC.134.2.1Industrial computer

7、 structure.134.2.2 Model of industrial computer.144.3Data acquisition card .144.3.1Card type.144.3.2Analog to analog module .154.3.3 Memory.16v4.4Screen selection .164.5Conditioning of input and output signals .174.5.1 Analog input conditioning .174.5.2Switching quantity processing .194.6Connector s

8、election.225 Controller software design.235.1 Controller algorithm .235.1.1Discrete Fu Liye transform .235.1.2Algorithm optimization .245.2Software flow chart design.245.2.1Initialization .245.2.2Control master design .245.2.3 State self check.255.2.4 Profile adjustment.276 Conclusion.28References.2

9、9Acknowledgement .30I基于调匝式消弧线圈的控制器设计摘要：本文首先着眼于中性点不同运行方式和各类消弧线圈的分析研究，后在对基于调匝式调节原理的消弧线圈结构和工作方式研究的前提下，进行了其有关控制器的设计。根据实用性的要求，对整套控制系统进行了选定设备型号；设计预实现功能；确定线圈容量、阻尼率、脱谐度等具体参数。通过阻抗三角形法测电容电流，使系统实现对电容电流的瞬时监控，控制器通过分接档位改变线圈的电感数值大小，进而保证残流值在允许范围内。工业控制用计算机与数据采集卡是控制器的主要部件，在设计的调理电路里，分别使用精密互感器和继电器作为输入和输出的执行部分。最后设计完成系统的

10、软件部分，以实现完整的控制功能。关键词：消弧线圈 控制器 中性点 电容电流IIController design of the arc suppression coil based on the turn - turn typeAbstract:This paper firstly focus analysis of arc suppression coil neutral point in different operation modes and all kinds of disambiguation, in under the regulation of adjustable turns type based on the principle of eliminating arc suppression coil structure and working mode of the premis