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动态无功补偿与谐波治理装置的研究应用

作　者: 郭世飞
导　师: 赵志斌；陆小平
学　校: 华北电力大学
专　业: 电气工程
关键词: 非线性负荷 动态无功补偿 谐波治理
分类号: TM714.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


安徽省电力公司淮北供电公司烈山变电所原来负荷主要为煤矿、电解铝和水泥厂,最近又新增几家陶瓷厂和炼钢厂,多为非线性负荷,运行时产生大量的谐波电流注入电网,降低了电网的供电质量,影响系统中的其他用户,同时在运行中不仅需要大量的无功功率且变化很大,引发电压变化也大,严重影响产品质量,因此有必要进行谐波治理及无功补偿,以确保电网的供电电源及产品质量。淮北供电公司烈山变电所动态无功补偿与谐波治理装置采用无功与谐波综合补偿方案,不仅动态的补偿系统的无功,而且滤除系统的谐波,使电网电压保持稳定,减少电网的无功损耗,消除谐波对电网的影响。该系统包含晶闸管控制电抗器(TCR)、有源电力滤波器(APF)及固定滤波器(FC)等几部分组成。晶闸管控制电抗器与固定滤波器结合,控制系统的功率因数不小于0.97。系统工作时,电容器全部投入,系统容性无功过补偿, TCR控制装置采样系统的无功功率及功率因数,计算出系统的无功功率,并与装置设定的目标感性无功功率相比较,计算出需要投入的感性功率的大小并计算出可控硅的导通角,进而控制系统的功率因数角不小于0.97。固定滤波器(FC)与APF配合滤除系统及TCR装置产生的谐波,使电网电压的电压畸变率小于国家标准。APF不仅改善无源滤波器的滤波特性,而且彻底抑制电网与无源滤波器之间可能发生的谐振。目前,系统已投运,功率因数由投运前的0.89左右提高到0.97以上,电网谐波含量由0.5%降低到0.22%,不仅减少了无功功率造成的线损,而且也降低了谐波引起的线路有功功率的损耗,更可以在很大程度上避免谐波对电器设备可能造成的损坏,具有较大的经济效益和社会效益。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 引言  9-18
  1.1 谐波和无功功率对系统的影响  9-13
    1.1.1 谐波、无功功率、功率因数的概述  9-11
    1.1.2 谐波的危害、影响及标准  11-12
    1.1.3 无功功率的影响  12-13
  1.2 国内外研究现状  13-17
    1.2.1 谐波与无功补偿概述  13-14
    1.2.2 谐波治理与无功功率补偿的发展  14-16
    1.2.3 谐波抑制与无功补偿课题存在的主要问题  16-17
  1.3 本课题开发与应用的意义  17-18
第2章 谐波治理与无功补偿技术研究  18-30
  2.1 晶闸管控制电抗器  18-21
    2.1.1 晶闸管控制电抗器的工作原理  18-19
    2.1.2 晶闸管控制电抗器(TCR)产生谐波的特点  19-21
  2.2 并联混合型电力滤波器的研究  21-29
    2.2.1 新型并联混合型电力滤波器的系统构成及工作原理  22-26
    2.2.2 新型并联混合型电力滤波器的控制方式  26-29
  2.3 本章小结  29-30
第3章 动态无功补偿与谐波治理装置方案设计  30-44
  3.1 概述  30
  3.2 动态无功补偿与谐波治理装置结构、原理和功能  30-43
    3.2.1 晶闸管控制电抗器  32-35
    3.2.2 有源电力滤波器  35-36
    3.2.3 固定滤波器  36-37
    3.2.4 系统的保护配置  37-43
  3.3 本章小结  43-44
第4章 动态无功补偿与谐波治理装置 的安装调试及运行注意事项  44-69
  4.1 系统验收规范  44-49
    4.1.1 TCR 验收规范  44-47
    4.1.2 电容器柜验收规范  47-48
    4.1.3 APF 验收规范  48-49
  4.2 系统试验结果及分析  49-64
    4.2.1 晶闸管控制电抗器试验报告  49-58
    4.2.2 无功补偿试验报告  58
    4.2.3 谐波补偿试验报告  58-64
    4.2.4 试验结论  64
  4.3 系统运行说明及注意事项  64-67
    4.3.1 系统投运方法  64-66
    4.3.2 系统的维护  66-67
    4.3.3 故障处理  67
  4.4 本章小结  67-69
第5章 结论  69-70
参考文献  70-72
在校期间发表的学术论文和参加科研情况  72-73
致谢  73-74
详细摘要  74-84

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 理论与分析 > 负荷分析 > 系统中能量损失的降低及无功功率的补偿
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