一种基于SFCL与超级电容储能的防晃电系统及控制方法技术方案

一种基于SFCL与超级电容储能的防晃电系，包括含有变压器和负载的外部电网，其特征在于它包括电压、电流检测电路、信号调理电路、A/D采样及转换模块、DSP控制单元、PWM驱动单元、SFCL单元和超级电容电压补偿模块；控制方法包括信号检测、调理、转换、计算、处理；其优越性在于：①硬件简单，软件易懂；②系统的可靠性和快速性高；③有效治理晃电时电网的大电流和低电压；④提高了设备抗晃电的成功率；⑤转换速度高，低功耗，支持高速串行QSPI方式传输。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统保护领域，尤其是一种基于SFCL (Superconducting FaultCurrent Limiter-超导故障限流器)与超级电容储能的防晃电系统及控制方法。
技术介绍
大型企业的供电系统由于雷击、短路或其他原因造成电网短时故障致使电压较大波动、闪变甚至短时停电又恢复的现象称为“晃电”。由于炼化、石油等大型企业的用电负荷对供电质量要求很高，所以“晃电”对这些企业的正常运行有重大影响。大部分晃电的发生都是由于线路短路造成，短路时线路的电流会变的很大，而线路的电压也会大幅度下降，这会给企业生产带来很大的影响或严重的后果，轻则使部分电动机、变频器和接触器跳闸或停止工作，造成企业生产的中断，重则发生爆炸等设备事故和人身安全事故。目前使用的防晃电的装置普遍存在硬件系统功能比较简单，当供电系统发 生晃电时只能在电力系统的二次回路上采取被动的防范措施，不能同时在电力系统的一次侧及时对短路电流进行限制和对跌落电压进行有效补偿，从而导致了晃电在实际中多次引发事故，这不仅危害了设备的安全运行，还严重影响了正常生产。因此，研究一种基于SFCL与超级电容储能的防晃电系统和精确可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于SFCL与超级电容储能的防晃电系统，包括含有变压器和负载的外部电网，其特征在于它包括电压、电流检测电路、信号调理电路、A/D采样及转换模块、DSP控制单元、PWM驱动单元、SFCL单元和超级电容电压补偿模块；其中，所述电压、电流检测电路的输入端接收来自外部电网和超级电容电压补偿模块的电压信号以及来自外部电网和SFCL模块的电流信号，其输出端与信号调理电路的输入端连接；所述A/D采样及转换模块的输入端接收来自信号调理电路的信号，其输出端与DSP控制单元的输入端连接；所述PWM驱动单元的输入端接收DSP控制单元的控制信号，其输出端分别与SFCL单元的输入端和超级电容电压补偿模块的输入端连接...

【技术特征摘要】
1.一种基于SFCL与超级电容储能的防晃电系统,包括含有变压器和负载的外部电网，其特征在于它包括电压、电流检测电路、信号调理电路、A/D采样及转换模块、DSP控制单元、PWM驱动单元、SFCL单元和超级电容电压补偿模块；其中，所述电压、电流检测电路的输入端接收来自外部电网和超级电容电压补偿模块的电压信号以及来自外部电网和SFCL模块的电流信号，其输出端与信号调理电路的输入端连接；所述A/D采样及转换模块的输入端接收来自信号调理电路的信号，其输出端与DSP控制单元的输入端连接；所述PWM驱动单元的输入端接收DSP控制单元的控制信号，其输出端分别与SFCL单元的输入端和超级电容电压补偿模块的输入端连接；所述SFCL模块和超级电容电压补偿模块的输入信号均采集于外部电网，而其输出端均与电压、电流检测电路和外部电网相连接；所述超级电容电压补偿模块的输出端经变器Ts与外部电网连接。2.根据权利要求I所述一种基于SFCL与超级电容储能的防晃电系统，其特征在于所述电压、电流检测电路采用CHV-50P型的电压传感器和DT-50P霍尔电流传感器。3.根据权利要求I所述一种基于SFCL与超级电容储能的防晃电系统，其特征在于所述信号调理电路由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R7、电阻R5、电阻R6、两个TLC2721D、两个二极管D11、电容C20和电容C40组成；其中第一个TLC2721D的正输入端与电阻R3相连且经电阻R4与+1. 5V参考电压相连，负输入端经电阻Rl接地且经电阻R2与其输出端相连形成反馈环节；第一个TLC2721D的输出端经电阻R5、电阻R6与第二个TLC2721D的正输入端相连，且第二个TLC2721D的正输入端经电容C40接地；第二个TLC2721D的负输入端直接与它的输出端相连形成反馈环节，而电容C20—端接在电阻R5和电阻R6之间，另一端接在第二个TLC2721D输出端形成反馈环节；第二个TLC2721D输出端经电阻R7与两个二极管Dll相连。4.根据权利要求3所述一种基于SFCL与超级电容储能的防晃电系统，其特征在于所述电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R7的阻值为51K ;所述电阻R5的阻值为7. 8K ;所述电阻R6的阻值为14. 7K ;所述电容C20的容值为O. 022uF ;所述电容C40的容值为O. OluF(见图2)。5.根据权利要求I所述一种基于SFCL与超级电容储能的防晃电系统，其特征在于所述A/D采样及转换模块由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C、运算放大器OP497和A/D转换芯片AD7656构成。其中运算放大器OP497的负输入端与电阻Rl的一端相连，而正输入端经电阻R2后接地；电阻Rl的另一端经由电阻R3和电容C并联组成的反馈环节与运算放大器OP497的输出端相连；OP497的输出端经电阻R4与芯片AD7656的输入端ANl相连；所述A/D转换芯片是具有6通道16位ADC同步采样、双极性模拟输入的AD7656BSTZ的转换逐次逼近型芯片。6.根据权利要求I所述一种基于SFCL与超级电容储能的防晃电系统，其特征在于所述SFCL单元由超导储能电感、4个晶体管构成的变流器、限流电阻R和常规耦合变压器组成；其...

【专利技术属性】
技术研发人员：周雪松，周金程，马幼捷，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：