低压动态无功补偿装置开发平台设计.docVIP

天津理工大学中环信息学院2011届本科毕业设计说明书 PAGE 26 TOC \o 1-3 \h \z \u 第一章 绪论 2 1.1课题研究的背景及意义 2 1.2国内外研究动态和趋势 3 1.2.1目前无功补偿装置的不足 3 1.2.2无功补偿装置的现状 3 1.2.3动态无功补偿的发展趋势 5 1.3无功补偿装置的选择 6 1.3.1控制投切装置的选择 6 1.3.2控制方式的选择 6 1.4当前无功补偿装置分类 10 1.5本章小结 12 第二章 动态无功补偿关键技术研究 13 2.1无功补偿原理 13 2.2无功算法的选择 16 2.2．1公式法 17 2.2.2移相法 17 2.2.3积分法 18 2.2.4基于FFT的无功功率测量法 18 2.3晶闸管的触发原则 19 2.4晶闸管投切电容器理论 20 2.4.1晶闸管器件及其串联技术的应用研究 20 2.4.2晶闸管器串并联技术研究 22 2.5本章小结 24 第三章 新型TSC系统的保护部分设计 25 3.1电容器保护 25 3.1.1过压保护 25 3.1.2缺相保护 25 3.1.3欠压保护 25 3.1.4过流保护 25 3.1.5谐波保护 25 3.2晶闸管保护过压过流保护 26 3.3其他保护 26 3.3.1控制器电源单元异常 26 3.3.2冷却系统保护 26 3.3.3丢脉冲保护 27 3.4本章小结 27 第四章 系统硬件设计 28 4.1 DSP控制系统实现 28 4.1.1TMS320F2812主要功能简介 28 4.2系统基本原理和硬件总框图 34 4.3系统功能模块 35 4.3.1信号变换及调理模块 35 4.3.2 AD采样模块 36 4.3.3锁相同步采样电路 37 4.3.4电源模块 38 4.3.5人机对话模块 39 4.3.6通讯模块 40 4.3.7其他辅助模块 41 4.3.8逻辑电平转换模块 43 4.3.9可控硅驱动模块 43 4.3.10补偿电容器过载电流调理电路 44 4.4系统抗干扰考虑 45 4.4.1干扰源 45 4.4.2抑制干扰源 45 4.3本章小结 46 第五章 软件设计与实现 47 第六章 总结 48 参考文献 49 致 谢 50 第一章 绪论 1.1课题研究的背景及意义 近年来，随着我国国民经济GDP(国民生产总值)的不断增长，我国的电力工业也有了长足的发展。同时电力网中的无功问题也已逐渐引起人们的广泛关注，这是由于随着电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛。而大多数电力电子装置的功率因数很低，它们所消耗的无功功率在电力系统所输送的电量中占有很大的比例。无功功率增加会导致电流的增大，设备及线路的损耗增加，导致大量有功电能损耗。同时使功率因数偏低、系统电压下降。无功功率如果不能就地补偿，用户负荷所需要的无功功率全靠发、配电设备长距离提供，就会使配电、输电和发电设施不能充分发挥作用，降低发、输电的能力，使电网的供电质量恶化，严重时可能会使系统电压崩溃，造成大面积停电事故。 电网电压质量通常用稳定性、对称性及正弦性等指标衡量，随着现代电力电子设备力系统谐波源可以分为两大类。等非线性负荷大量接入电网，使电网供电质量受到严重影响，其中各种电力电子开关器件的大量应用和负载的频繁波动是最主要的干扰源，导致了一系列不良影响。 在当今的电力系统中，感应式异步电动机和变压器作为传统的主要的负荷使电网产生感性无功电流。同时，随着现代电力电子技术的发展，大功率变流、变频等电力电子装置在电力系统中得以广泛的应用，这些装置大多数功率因数很低，导致电网中出现大量的无功电流。无功电流产生无功功率，给电网带来额外的负担且影响供电质量。因此，无功补偿就成为保证电网高质量运行的一种主要手段之一。 无功补偿的作用主要有以下几点(王兆安等，2002 ) (1)提高供用电系统及负载的功率因数，降低设备容量，减少功率损耗; (2)稳定受电端及电网的电压，提高供电质量.在长距离输电线中的合适地点设置动态无功补偿装置，还可以改善输电系统的稳定性，提高输电能力; (3)在电气化铁道等三相负载不对称的场合，通过适当的无功补偿可以平衡三相负载。 因此研究无功功率补偿对电网的安全经济运行有很重要的意义: a.解决现代电力系统中与