[毕业设计精品]电力系统无功功率动态优化补偿装置.doc

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1、 毕 业 设 计发电厂及电力系统 专业电力系统无功功率动态优化补偿装置 学生姓名： 指导老师： 二00九年六月 前 言III第一章 动态无功功率补偿装置概述1第一节 现有补偿装置存在的问题及解决方法1第二节 无功补偿和提高功率因数的意义3第三节 无功功率补偿技术的发展趋势13第二章 补偿装置现状的调研与问题的提出15第一节 无功功率补偿的种类和特点15第二节 问题的提出21第三章 无功功率优化动态补偿装置25第一节 装置简介25第二节 工作原理26A30第三节 抗干扰措施41第四章 设计总结43参考文献：45前 言无功功率补偿是电力系统的经典话题，补偿得当，可以提高供电效率，减少线路损耗，提高

2、供电质量。以前的补偿装置多用估算的办法，不能适应动态的要求。随着单片机技术和电子测量技术的发展，现在有条件实时测量出功率因数，根据测量结果及时进行补偿，补偿的程度可以具体线路进行设定。本设计就是要完成这样的实际装置。要考虑适应现场恶劣电磁环境，保证能够长期可靠运行，不发生死机现象。在本设计中，用PT和CT分别采样电流、电压信号，由单片机进行相位差计算，根据计算结果，投入或切掉并联的补偿电容。电容的分组可以采8：4：2：1的比例，使调节更加精细。相位测量可以采用单片机计数配合电子线路实现。电容投切控制使用固态无触点开关，采取过零宽高频调制脉冲触发方式，以减少冲击电流；关断采用电流过零自然关断；投

3、入采用记忆方式，保证原电容充电方向与系统电源方向一致。 第一章 动态无功功率补偿装置概述为提高供电设备效率，减少供电线路电能损失，国内外自上世纪50年代初就开始进行无功功率补偿装置的研究工作，其方法主要有两种：一种是在电网上并联电容器，通过提高电网的功率因数达到减少线路电压损耗，提高供电设备利用率的目的;另外一种是在电网上并入同步电动机，通过改变同步电动机励磁电流的方法来改变电路负载特性。其中前一种方法适用于居民、商业及小型工厂的低压供电系统，而后一种方法适用于大型工厂中的无功功率补偿。 在实际应用中，由于电路特性是随时变化的，为了达到较好的补偿效果，就必须动态跟踪电路特性的变化，实时监测电路

4、中与的相位差角，根据角的大小决定并联电容器的值。基本的功率因数补偿电路如图1-1 所示图1-1功率因数补偿电路电路中的K1K n在自动动态补偿装置中可采用双向可控硅，在电路工作时，一般保证U1，为分析方便，可认为U2U1，则 (2-2)当功率因数从0.8提高至0.9时，通过上式计算，可求得有功损耗降低21左右。在输送功率不变情况下，提高，I相对降低，设为补偿前变压器的电流，为补偿后变压器的电流，铜耗分别为，；铜耗与电流的平方成正比，即 (2-3)由于P1=P2，认为U2U1时，即 (2-4)可知，功率因数从0.8提高至0.9时，铜耗相当于原来的80。（三）减少了线路的压降由于线路传送电流小了，

5、系统的线路电压损失相应减小，有利于系统电压的稳定(轻载时要防止超前电流使电压上升过高)，有利于大电机起动。（四）增加了供电功率，减少了用电贴费对于原有供电设备来讲，同样的有功功率下，COS提高，负荷电流减小，因此向负荷传输功率所经过的变压器、开关、导线等配电设备都增加了功率储备，发挥了设备的潜力。对于新建项目来说，降低了变压器容量，减少了投资费用，同时也减少了运行后的基本电费。三 就地补偿与集中补偿的技术经济分析（一）电容补偿在技术上应注意的问题1、防止产生自励。采用电容器就地补偿电动机，切断电源后，电动机在惯性作用下继续运行，此时电容器的放电电流成为励磁电流，如果电容过补偿，就可使电动机的磁场得到自励而产生电压，如图6所示。因此，为防止产生自励，可按下式选用电容 (2-5)2、防止过电压。当电容器补偿容量过大，会引起电网电压升高并会导致电容器损坏。我国并联电容器国标规定：“工频长期过电压值最多不超过1.1倍额定电压。”因此必须符合QC 0.1Ss的条件。3、防止受到系统谐波影响。对于有谐波源的供电线路，应增设电抗器等措施，使谐波影响不致造成电容器损坏。由此可见，就地补偿较集中补偿，更具节能效果。四 电容补偿控制及安装方式的选择（一）就地补偿与集中补偿的有关规定1、