發(fā)布時間：2021-07-01 13:45

　　無論從日常生活到工業(yè)生產(chǎn),還是軍工領(lǐng)域到航空航天,電能無疑發(fā)揮著舉足輕重的作用。伴隨科技的進步,人們對電能質(zhì)量的要求也越來越高。與此同時,工業(yè)中非線性負載的大量使用,導致電網(wǎng)無功不平衡和諧波污染現(xiàn)象日益增多。其產(chǎn)生的沖擊負荷降低了電能的質(zhì)量,同時衍生出電能利用率降低、電費支出增加、縮短電力設(shè)備使用壽命,甚至破壞電力設(shè)備等一系列問題。這會使電力安全運行變得困難,并影響企業(yè)的效益。因此,無功補償裝置的研究應(yīng)用直接關(guān)系電力系統(tǒng)運行的可靠性,高效性,經(jīng)濟性。本文以鄂爾多斯機場候機樓10kV變電站無功補償與諧波抑制為研究對象,針對現(xiàn)行的傳統(tǒng)無功補償裝置——并聯(lián)電容器在補償過程中的不足,對具有諧波抑制功能的SVG展開了研究,具體的工作如下:文中首先結(jié)合當前鄂爾多斯機場的供電情況以及無功對供電造成的影響。從企業(yè)安全運行、節(jié)約成本的實際角度出發(fā),提出了研究無功補償裝置的必要性。然后介紹了無功補償裝置的發(fā)展史,分析了SVG的優(yōu)越性并選擇其為研究對象。在SVG研究方面,重點學習了其結(jié)構(gòu)及工作原理、無功電流檢測及控制策略。本文中無功電流檢測采用改進后的i _p、i _q

【文章來源】：內(nèi)蒙古科技大學內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

TCR單相原理圖

-10-脅，所以在其中串聯(lián)了一個小電感來防止沖擊電流造成的威脅。這種電容器相比于其他電容器而言，關(guān)鍵技術(shù)是控制晶閘管的導通時間，基于多年實踐研究，找到了一種最佳的投切時間，能將此時電路的沖擊電流變?yōu)榱�。不過靜止無功補償裝置功耗大，占地面積大，在調(diào)節(jié)時會產(chǎn)生大量諧波，諧波不僅會引起電力設(shè)備過熱產(chǎn)生絕緣老化，還會引起電磁兼容，造成電磁污染、輻射等環(huán)保問題。圖2.3TSC單相結(jié)構(gòu)圖2.2.2靜止無功發(fā)生器（SVG）20世紀80年代以來，一種更加先進高壓的動態(tài)無功補償發(fā)生裝置在電力電子技術(shù)迅猛發(fā)展的背景下誕生了，全控性器件實現(xiàn)了動態(tài)無功補償]8[。傳統(tǒng)補償裝置響應(yīng)時間長、調(diào)節(jié)性能差、補償范圍有限。SVG可以動態(tài)補償頻率和幅值都變化的諧波和無功功率，其工作時所需的儲能元件不大，可以做到連續(xù)調(diào)節(jié)，受電網(wǎng)阻抗影響不大，不容易和電網(wǎng)阻抗發(fā)生諧振。其運行范圍更廣，響應(yīng)速度更快，更好的保障了補償后的無功電流。為了執(zhí)行動態(tài)無功補償，控制電橋交流側(cè)的輸出電壓的相角和幅度，或控制交流側(cè)電流，使該電路吸收或者釋放滿足系統(tǒng)穩(wěn)定運行要求的無功功率。靜止無功發(fā)生器將自換相橋式電路并聯(lián)到電網(wǎng)上，有時串接電抗器]9[。這種控制方式是目前無功功率控制領(lǐng)域的最佳方案，傳統(tǒng)的電容器、調(diào)相機等無功發(fā)生裝置是無法達到靜止無功補償器的效果的]10[。與SVC相比，SVG有著以下特點：調(diào)節(jié)迅速、補償區(qū)間大、控制精確，不但可以補償感性負載，還可以調(diào)節(jié)容性負載；在系統(tǒng)電壓降低的環(huán)境下，SVG產(chǎn)生的

-11-補償電流不受其影響；SVG作為新一代電力電子可控的無功補償設(shè)備，維護方便且維護費用低。目前國內(nèi)已經(jīng)普及了電容器補償，補償后的功率因數(shù)沒有SVG高，國內(nèi)動作最快的電容器補償時間也要200毫秒，而SVG則要幾十毫秒就可以解決，在消除諧波方面，一直都采用電容式消除方法，但是電容本身也會產(chǎn)生諧波，因此不能根除諧波，在使用壽命方面，目前采用的設(shè)備壽命普遍較短，而SVG使用壽命可達到10年，從這幾點就可以看出SVG不可比擬的優(yōu)勢。圖2.4SVG接入系統(tǒng)方式圖對于SVG的研究已經(jīng)不再局限于其自身性能的進一步優(yōu)化，現(xiàn)在已經(jīng)逐漸擴展到了應(yīng)用實踐領(lǐng)域，凡是有大型用電設(shè)備的的地方都配有無功補償裝置。早些年對SVG的補償是以輸電系統(tǒng)為主，隨著不斷發(fā)展，現(xiàn)已發(fā)展到了對配電系統(tǒng)負荷進行多樣化的無功補償。特別是在那些功率因數(shù)較低的煤礦地區(qū)、企事業(yè)單位區(qū)應(yīng)用較多。居民區(qū)除了日常白熾燈照明外，空調(diào)、冰箱等也都是無功消耗對象不容忽視。由于在偏遠地區(qū)的用電狀況較為惡劣，多數(shù)地區(qū)供電不足，特別是當有大型設(shè)備投入后，迫切需要裝補償設(shè)備來應(yīng)對電壓波動非常大且功率因數(shù)特別低的狀況。SVG使用的是IGBT構(gòu)成自換相橋式的電路。為了控制電壓和相位來控制電橋電路，電抗器可以通過IGBT并聯(lián)連接。這樣SVG既能對諧波補償還能夠?qū)_擊電流做出準確跟蹤，做好抑制作用。所以研究SVG，不但能夠提高機場供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時提高供電質(zhì)量，還能減少諧波污染對設(shè)施設(shè)備的損耗，節(jié)約經(jīng)濟成本。

【參考文獻】：
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碩士論文
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