高压晶闸管投切电容器控制技术的研究开题报告.doc

毕业设计（论文）开题报告 题 目：高压晶闸管投切电容器控制技术的研究 专 业 电气工程及其自动化 学 生 李哲 学 号 110230414 班 号 1102304 指导教师 侯睿 日 期 1．课题背景及研究的目的和意义 电力资源是我国目前最主要和应用相对成熟的资源,而随着我国工业化取得突飞猛进的发展,对电力资源的要求也提高到新的阶段。 现阶段,由于大型非线性负载的大量使用,比如乱钢机,卷扬机,化工设备等,还有各种整流器,逆变器,变频器等工业电子设备的应用,直接引入了大量的电网谐波和与电网不匹配的无功功率,使得我国的电网系统遭到重大污染。 其危害主要表现在以下几个方面: 1、降低了电网电压的稳定性:感性无功使供电点电压降低,容性无功使供电点电压升高。 2、无功功率的增加使得负载电流增大,导致电气设备的功耗和温升更严重,严重损害设备寿命。 3、视在功率随着无功功率的增加而变大,使得电气设备所需容量也随之增大,进而使得电气设备的成本增加。 因此,对电网进行合理的无功补偿,对我国电力系统稳定运行、电网安全、降低损耗和提高经济性等方面有着重大的意义。为解决上述问题,现阶段比较有效的手段是采用无功补偿装置对电网的无功功率进行补偿,达到治理污染的效果。 针对电网中无功功率的补偿不外乎两个途径：一种是装设补偿装置，设法对无功功率进行补偿；另一种是对电力电子装置本身进行改造，使其不产生谐波同时也不产生无功需求，或根据需要对其无功功率进行调节。其中后一种措施需要对现有的电力电子设备进行大规模的改造和更新，具有一定的局限性。相比较而言，前一种措施则适合于所有低功率因数的设备，实施起来方法简单，应用前景十分广阔。 静止无功补偿技术 SVC(Static Var Compensator)是 20 世纪 70 年代以后发展起来的，是指用不同的静止开关投切电容器或是电抗器，使其具有发出和吸收无功电流的能力，用于提高系统的功率因数和稳定系统电压等。现在静止无功补偿器一般专指使用晶闸管的无功补偿设备，它具有各种不同的形式。晶闸管投切电容器 TSC(Thyristor Switched Capacitor)和晶闸管控制电抗器 TCR (Thyristor Controlled Reactor)是其典型代表。TCR 装置采用相控原理，依靠调节 TCR 中晶闸管的触发延迟角连续调节补偿装置的无功功率。 高压TSC装置是指额定工作电压为6kV以上的晶闸管投切电容器补偿装置。由于采用晶闸管开关代替了传统的机械式开关，能够实现无冲击涌流投入和电流过零切除，解决了机械式开关投切电容器时发生的冲击涌流和过电压问题。同时在 TSC 系统中采用特定的电感器，可有效防止谐波放大、有效吸收大部分谐波电流，还能达到谐波治理的目的。 高压 TSC 装置是提高中高压输配电网运行经济性和可靠性的一种实用技术手段，可有效的达到平衡中高压输配电网中的无功、提高系统功率因数、降低网损、改善电压质量、提高系统无功储备、防止电压崩溃、提高系统稳定极限的目的。另外由于采用控制器进行自动投切，响应速度快，可频繁投切，可以应用于快速波动变化、冲击型、非线性负载（如电气化铁路、电弧炉、轧钢机等）的应用场合，有效地抑制这些负荷所引起的电压波动问题。 目前，我国应用于中高压输配电网及针对中高压用电设备的无功补偿技术相对落后。很多需要进行动态无功补偿的应用场合，如炼钢厂、大中型煤矿等都没有采用有效的补偿手段，造成中高压电网电能质量下降，已经投入应用的 SVC装置也大多数依赖于进口。因此对高压 TSC 控制技术进行研究，加速高压 TSC国产化，使其早日在我国电力系统中得到推广应用，具有重要意义。 2．国内外在该方向的研究现状及分析 2.1国外现状及分析 国外对于大容量高压 TSC 控制技术的研究起步较早，经过多年的研究和实际应用，技术相对成熟。 1992 年 8 月，安装在美国西南部新墨西哥州的 Eddy County 变电站的 SVC装置投入商业应用。该 SVC 装置单线系统包括一条 76MVar 的高压 TSC 支路，一条 74MVar 的 TCR 支路，以便连续调节无功功率，还包括两条基频容量为24MVar 的双调谐滤波支路。该变电站一次侧母线电压 230kV，将 SVC 装置装设在变电站二次侧 8.5kV 母线上，通过该 SVC 装置可以满足 Eddy County 变电站-50MVar（感性）至+100MVar（容性）范围内的无功需求。 1995 年，日本的 CEPCO(Chubu Electri