晶闸管投切电容器及控制技术研讨.doc

华北电力大学 毕业设计(论文) 晶闸管投切电容器及控制技术研究 专 业 电气工程及其自动化 班 级 y电本1201 学生姓名 栾新庆 指导教师 赵国鹏 成人教育学院 2016年 05 月 11 日 摘 要 随着低压供电系统中感性冲击负荷越来越多，引起电网电压波动和闪变、三相供电不平衡以及电压电流波形畸变等，造成电网电能质量的严重恶化.为了提高系统供电质量和供电效率必须对电网进行无功补偿及滤波.晶闸管投切电容器(TSC)一种简单易行的补偿措施，并已得到广泛应用。但是长期以来无功补偿装置存在可靠性低、使用寿命短、开关冲击大等不足，这些不足严重制约了补偿装置的发展。因此随着计算机数字控制技术和智能控制理论的发展，一些先进的控制方法引入ＴＳＣ控制，合理选择电子器件及设计控制器电路，合理选择检测物理量和控制算法，提高其智能控制水平，进一步提高产品的可靠性和抗干扰能力，减小投切的震荡，降低产品成本，提高产品的竞争力是今后的一个研究方向。 本文介绍了无功功率的作用及无功补偿的意义；晶闸管投切电容器的研究现状及前景；无功补偿方式；电容器过零投切过程的分析方法；Matlab的使用方法；利用Matlab对电容器投切过程进行仿真；改变电容器的分组及投切的时刻，设置不同的残压，观察电容器投切过程的变化 关键词 目录 摘 要 0 第1章 绪论 2 1.1 选题背景 2 1.2 晶闸管投切电容器的研究现状及前景 4 1.3 论文的主要工作 5 1.3.1 在本次的毕业设计中主要做以下工作： 5 1.3.2 通过本次毕业设计，应达到的目标是： 6 第2章 Matlab软件简介 6 2.1 Matlab简述 6 2.2 Simulink简述 7 2.2.1 Simulink模型基本结构 8 2.2.2 Simulink仿真运行原理 8 第3章 断路器/接触器投切电容器 10 3.1 断路器/接触器投入电容器的过程 10 3.1.1 调整触发开关的时间t=0s时，其仿真图如图3所示： 11 3.1.2 调整触发脉冲的时间t=0.005s，即1/4T时，其仿真图如图4所示： 12 3.1.3 调整触发脉冲的时间t=0.007s时，其仿真图如图5所示 13 3.1.4 调整触发脉冲的时间t=0.01s时，其仿真图如图6所示： 14 3.2 断路器开断电容电流的工作状态 15 第4章 晶闸管投切电容器装置 17 4.1 TSC的结构原理 17 4.2 TSC投入的暂态过程分析 19 4.2.1 峰值投切方法 19 4.2.2 无暂态过程的TSC投切时机 20 4.2.3 晶闸管两端电压为零作为TSC投入时机的波形 20 4.3 晶闸管投切电容器的仿真分析 21 4.3.1 电容器初始电压为0时电容的投切过程 22 4.3.2 电容器初始电压不为0时电容的投切过程 26 结论 34 参考文献 34 绪论 选题背景 电网中电力设备大多是根据电磁感应原理工作的，它们在能量转换过程中建立交变磁场，在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等。电源能量在通过纯电感或纯电容电路时并没有能量消耗，仅在用电负荷和电源之间往复交换，由于这种交换功率不对外做功，因此称为无功功率。无功功率反映了内部与外部往返交换能量的情况，它并不像有功功率那样表示单位时间所做的平均功率，但是它和有功功率一样是维护电力系统稳定，保证电能质量和安全运行必不可少的。 如果电网中的无功功率不足，致使用电设备没有足够的无功功率来建立和维持正常的电磁场，就会造成设备的端电压下降，不能保证电力设备在额定的技术参数下工作，从而影响用电设备的正常工作。具体表现在以下三方面： 降低有功功率，使电力系统内的电气设备容量不能得到充分利用。在额定电压和额定电流下，由P=UIcosφ，若功率因数降低，则有功功率随之降低，是设备容量不能充分利用。 增加输、配线电路中的有功功率和电能损耗。设备功率因数降低，在线路输送同样有功功率时，线路中就会流过更多的电流，是线路中的有功功率损耗增加。 是线路的电压损失增加。使负载端的电压下降，有时甚至低于允许值，从而严重影响电动机及其他用电设备的正常运行。特别是在用电高峰季节，功率因数太低，会出现大面积的电压偏低。 基于上述情况，在电力系统中经常要进行无功补偿。无功补偿的主要作用就是提高功率因数以减少设备容量和功率损耗、稳定电压和提高供电质量，在长距离输电中提高系统输电稳定性和输电能力以及平衡三相负载的有功功率和无功功率。安装并联电容器进行无功补偿，可限制无功功率在电网中传输，相应减小了线路的