一种基于stm32f407的调容式消弧线圈补偿装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电子技术领域，具体涉及一种基于STM32F407的调容式消弧线圈补偿装置。
【背景技术】
[0002]消弧线圈是Petersen研宄限制电弧接地过电压的技术成果，自投入运行以来在世界各地的中压电网内，以及发电机的中性点，均有了很大的发展，特别是近些年来，在当代电力电子、微电子技术的支持下，对其做了进一步改进，可以更好地适应时代发展对电能的需求，优化谐振接地方式已经成为中压电网中性点接地方式的发展方向。
[0003]国内外电力系统的运行经验表明，优化谐振接地方式可以广泛适用不同电压等级、不同结构形式和不同接地电容电流的中压电网，同时对提高供电连续性，保障人身、设备安全和防止通信干扰等是十分有益的。
[0004]近几年来自动补偿消弧装置成为研宄的热点，多种形式的消弧装置研制并应用与电力系统，我国相继推出了几种自动跟踪补偿消弧成套装置，取得了一定的效果，但也存在一些问题。常见的自动跟踪补偿消弧线圈按改变电感方法的不同可以分为5类，即调匝式、调气隙式、直流偏磁式、磁阀式和高短路阻抗变压器式。前两类采用预调谐方式，且采用机械传动机构完成自动调谐，所用时间较长，故一般需加装限压电阻，以保证中性点电压不大于额定相电压的15%。限压电阻的投切增加了控制的复杂性，而且在不同的电网中阻值不同，电阻的热容量必须仔细核算。后三类装置采用动态调谐方式，依靠电气手段实现自动调谐，调谐时间短，无需限压电阻，结构相对简单，但其工作原理是基于铁心的磁饱和，不可避免地会存在非线性和谐波等问题。
[0005]晶闸管投切电容式消弧线圈则不存在上述问题。消弧线圈的调谐速度快，调节范围宽，适应能力强，具有线性调节特性，无谐波污染，可靠性高，而且损耗和噪声小。但已有的晶闸管投切电容式消弧线圈在设计上存在不足之处。首先，由于电容的电荷累计效应及两端的电压不能突变的特点，所以在电容投切时仍存在涌流、过压和波形畸变的问题。其次，对地电容电流实时监测的方法也有很大的缺陷，两点测量法不仅在算法上存在很大的误差，而且频繁的调节会使消弧线圈稳定运行受到影响。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供的一种能减少外围关断电路、简化控制且能对地电容电流进行更准确的测量的基于STM32F407的调容式消弧线圈补偿装置。
[0007]实用新型的目的是这样实现的:
[0008]一种基于STM32F407的调容式消弧线圈补偿装置，它包括微控制器，微控制器的输入口分别与按键输入模块、过零电压检测模块、电压滤波调理电路连接，微控制器的输出口与IGCT投切电容式消弧线圈连接，微控制器的输入输出口分别与存储器、显示装置连接，其中微控制器与IGCT投切电容式消弧线圈之间设有光耦合隔离器；所述IGCT投切电容式消弧线圈由带二次绕组的消弧线圈并联多组IGCT与电力二极管控制组合的串有小电感的电容器构成。
[0009]具体的，微控制器为型号为STM32F407的单片机，存储器的型号为FM24C16，显示装置位可触摸液晶显示屏，单片机外围电路包括2个晶振，3个电阻以及5个电容。
[0010]其中，单片机的PGO至PG5 口接采样电路输出接口、PG6至PG7 口与IGCT投切电容式消弧线圈连接、PG8?9 口接存储器、PGlO至PG 15、PH2至PH 15 口及P1至6端口用与可触摸液晶显示模块连接，PI8至PI 11 口与按键输入模块连接，采样电路为无损电流米样电路。
[0011]采用上述结构，通过采用IGCT与二极管组成的桥路构成的新型调容式消弧装置，既可以减小开关损耗，又可以通过调节PWM来控制电容电流。该消弧装置扩大了补偿电流的调节范围，提高了调谐精度，特别适用于发展中的补偿电网，可以避免重复投资；
[0012]而且，采用集成门极换流晶闸管IGCT代替可控硅SCR，减少了外围关断电路，控制简单，且能够大大缩短响应时间；
[0013]除此之外，主控芯片采用了 STM32F407微处理器，它支持DSP指令及浮点算法，不仅运行速度快，而且处理精度高，从而系统可靠性高。
【附图说明】
[0014]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明:
[0015]图1为本实用新型的系统结构框图；
[0016]图2为本实用新型中IGCT投切电容式消弧线圈的原理图；
[0017]图3为微处理器的电路图；
[0018]图4为IGCT开通驱动的原理图；和通态门极维持电路原理图；
[0019]图5为IGCT通态门极维持电路的原理图；
[0020]图6为存储器的电路图；
[0021]图7为按键输入模块的电路图；
[0022]图8为显示装置的电路图。
【具体实施方式】
[0023]如图1所示一种基于STM32F407的调容式消弧线圈补偿装置，它包括微控制器1，微控制器I的输入口分别与按键输入模块2、过零电压检测模块3、电压滤波调理电路4连接，微控制器I的输出口与IGCT投切电容式消弧线圈8连接，微控制器I的输入输出口分别与存储器6、显示装置7连接，其中微控制器I与IGCT投切电容式消弧线圈8之间设有光耦合隔离器5。
[0024]如图2所示，IGCT投切电容式消弧线圈8由带二次绕组的消弧线圈并联多组IGCT与电力二极管控制组合的串有小电感的电容器构成。当IGCT接入由二极管组成的电桥，IGCT既能起到开关作用，又可以通过调节PWM控制流过电容的电流，起到限流作用。这样可以灵活地满足不同结构的系统或者是不同安装地点的限流要求。添加的电感由空心线圈绕制而成，容量很小，其感抗值只有同组的电容器容抗的百分之几，对电容量的影响微不足道，但作用不小。在投切电容时，由于电容的电荷累计效应及两端电压不能突变的特点，相应的、di/dt的值将会很大，会在电路中引起冲击和波形畸变，空心电感的存在则可以有效解决这一问题，因为电感具有抑制电流突变的特点。
[0025]具体的，微控制器I为型号为STM32F407的单片机，存储器6的型号为FM2