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1、TSC在波动性负荷动态无功补偿中的应用研究华北电力大学(北京)硕士学位论文TSC在波动性负荷动态无功补偿中的应用研究姓名:王爱华申请学位级别:硕士专业:电力系统及其自动化指导教师:张建华20030101产≤中文摘要高压装置作为一种典型静止无功补偿设备,可以实时自动地补偿系统不断变化的无功缺额。它对于提高系统运行经济性、改善电能质量、增强系统稳定都能有很好的作用,同时又能避免断路器投切电容器方式的投电容时的涌流和切电容时易引起的电弧重燃过电压,从而延长电容器和断路器的使用寿命。目前国内对高压装置研制和
2、应用还不多,要加速高压装置的国产化和在我国电力系统中推广,有必要加强其研制和应用领域的工作。本文研究了高压主电路和均压电路以及参数选取,分析了各种工况下对主电路及均压电路中主要器件参数的要求。对高压的触发方式和保护措施进行了探讨,利用光纤实现了对晶闸管器件的在线监测,提高了装置的可控性。改进了晶闸管阀控制器的监控方式,改善了其硬件结构和软件结构,增强了投切装置的工作可靠性,控制功能更趋完善,调试及运行维护更加简便实用。进行了电压无功主控制器系统的功能、程序结构、控制策略和装置实现的设计,提出了主控与
3、从控的协调工作方案,使和装置都能发挥更强大的功能,使用更为方便。研究了在实际无功补偿中需要注意的谐波问题。关键字:无功补偿,,晶闸管投切电容器装置,涌流,控制器,,控制策略,谐波放大。第页,.,,.?,,,.?,,,?,?,,’?,~.,,,.’,.:,,,,.第页第?章绪论.汝殳深趣挺疆麓意义工业生产中,常肖大量的慢性或周期性波动负荷如轧钢机,掇升机、电力机车、某些电冶炼炉等接入电黼,它们工作时无功功率的变化比较频繁剧烈,不仅弓随;系统电压的波动、闵变及不平衡,薅且有魄向系统注入大量的高次谐波如电
4、冶炼炉,严重影响了供电系统的电能质量。阕酵逢力系统麓塞速发展也导致了系统结梭曼鸯嚣复杂、大城帝和负荷中心用电密度迅速增加,如不认真妥善地解决这些电能质量问蔻,毫力系统懿稳定性也将受到极大酶威胁。传统的电力无功补偿是靠断路器投切电容器组或同步调相机来实现的。断路器投切方式存在投切时对电容及开关装置本身和系统、负载产生的冲击损坏等问题。无功枣偿装置的固定接入运行还会出现无功负载低谷时如下半夜系统电压被抬高而造成供用电装置空载损耗大、缝缘翔速老纯甚至羹功倒送等阕爨。霹步调穗极也医存在运霉亍维护复杂、功耗大
5、、动态响应慢不能适应在某些快速变化的工业负载条件下抑嗣电压阗变等闯题,七十年代蔽来融逐渐被静正式无功謇偿装潼所取代。鹜.电掰墼晶闱警授切毫容器装置,餮.根据系统负荷的无功功率和电网电压控制晶闸管投切电容器,可作为连续可调节的无功电源;是传统采厢开关或接触器投切电容器组的理想替代产品,克服了过去传统设备不可控、可靠性低、开断设备易损坏糨维护颊琐等缺点。其第簧第一章培鲁主要乍糟是避行动态无功功率鑫动脊偿,改善功率匿数,耱剿寇压渡淤及电压闪变,降低网损,提高电压合格率及电压稳定性,改善电能质量。国内冶炼企
6、鲎应精较多的是避臼晶阐管稆控龟抗器滤波电容器组型的,可以进行连续无功功率的控制,三相平衡能力和改善闪变能力更好,有限制过电压的能力。但是,其本身将产生较大谐波,必须颧羚加大滤波电容爨秘电感器豹容量定额,使褥装蹩的体积和占地面积大为增加,并且无功调节容量越大,谐波问题就越是突爨:由予主毫路释控割魄路复杂,整个装蠹浆敲障率增勰,可靠性因之下降,投资也大大增加;由于采用电抗器,又应用在不稳定的电压环境下,运行时产生极大嗓声,给掰围工作环境造成很大影响。因此在功率因数一贯较低、负荷波动不是特别快的无功补偿场
7、合,有蓉更高的应糟价值,并且同样能收到很好的补偿效果。对于邀弧炉等波动蛙负蔻,常在工频的几个髑波内其电流鄙有可能出现相当大的波动,并会有相当大的谐波含量。特别是在大容量电弧炉髓融彳乏矮,毫流薛蓉熬波动可麓蔷致餮簸酶照鹅阕交糍。嚣述静足静,多为用晶闸管控制的电感或电容,因为普通晶闸管导通后不能自行关断,这使补偿器每步补偿时间间隔至少约为,而且只能补偿基波相移电流,使褥其响应速度不够快。近十几年来,采用可关断晶阐管或绝缘栅双极晶体管等电力电子器件,以及脉宽调铡技寒等橡残静止无功发生器残为逛力系统静研究热
8、点,它可对负荷波动作实时补偿。侧重于滤波的有源电力滤波器,可设计的受隽小努经济獯。由于不需要采焉大容量的无源储能元件,这使得比同容量的做得尺寸小。但可关断电力电子器件单个容量较小、耐隘耐流水平低,特剐是价格较高,在同样的瘸压大容量场合就鬟要更多的元件串并联,势且均压均流技术要求较高,因此对它在这种场合的应用造成困难。并且控制器要求硬件电路运行速度捩、可靠洼裹,要求算法合理,笺正确检溺蠢要枣偿韵邀量,设计正确的补偿策略,否则将得不到正确的补偿效果甚至使工况恶化。如巢采用
