低压无功功率补偿装置毕业论文.docx

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1、以孑揪天Z孽感悦毕业设计报告（论文）报告（论文）题目：低压无功功率补偿装置作者所在系部：电子与限制工程学院作者所在专业：电气自动化技术专业作者所在班级：OOoOO作者姓名：林某某作者学号：20143024203指导老师姓名：王某某完成时间：2017年6月1日北华航天工业学院教务处制北华航天工业学院电子工程系毕业设计（论文）任务书姓名：林木森专业：电自动化技术班M.:14242学号：20143024203指导老牌：王宏宇职珞：教授完成时间：2017年6月1日毕业设计（论文）题目：低压无功功率补偿装谩计目标：集无功补偿与电网监测于一体,不但可以补偿电网中的无功损耗，提高功率因数，降低M,从而提高电

2、网的负莪实力和供也质量：同时还能够实时监测也网的三柏电任、也流、功率因数等运行数据。技术要求：1 .具备过压、火区、缺和、谐波趣限、过我、断路等安护功能。2 .补偿效果良好,可以提高功率因教。3 .具各电压箔测、货而器测、谐波监测功能.4 .不会产生谐试注入，牢亦行高.所需仪器设备：计算机一台、AutoCAD软件，A1.tiumDesigner,天正电气成果Jft收彩式：原理图参考丈代：模拟业子技术基以、数字电子技术魅马、电子系统设计、供配电技术、业力业子技术时间支it15周一-6周立邈论法39周一-13周仿真调试27周8周方案谈计414周-16周成果验收界导考睁:裁研宜主任:原主任:中文摘要

3、本课题探讨以低压电网无功补偿改造为背景，探讨低压无功功率补偿装置，该装置以实时的电网监测数据为依据，采纳动态补偿的方式，投切、分段时按国家有关规定限制涌流，补偿断电源功率因数不低于0.95,自动补偿电网中的无功损耗，提高功率因数,降低线损，从而提高电网的负载实力和供电质量。装置采纳PQC-100系列无功功率自动补偿限制器，取样物理量为无功电流，沟通采样抗电网高次谐波干扰，提取基波电力参数限制投切电力电容器来提高功率因数。电容器接触器则采纳CJ19-63/21系列，该接触器带有抑制涌流装置，能有效的削减合网涌流对电容的冲击和抑制开断时的过电压。关字：无功补偿，低压，限制器，接触器，电力电容器中文

4、摘要I书目I1.第1牵结论11.1 探讨背景11.2 无功补偿的发展状况31.3 本文的探讨内容3第2球无功补偿的原理42.1 无功补偿的原理42.1.1 无功功率42.1.2功率因数42.1.3无功补偿42.2无功补偿的作用51.1.1 1提面电压质量51.1.2 提高变压器的利用率，削减投资61.1.3 削减用户电费支出62.2.4提海电力网传输实力62.3低压电网中的几种无功补偿方式72.4补偿容量的计算82.5低压无功补偿装置的选择应留意的问题92. 5.1限制器的选型92.1 投切开关的选型102.2 的选型11第3章低压成套无功功率补偿装置的工艺122.3 低压无功补偿装置的原理图

5、132.4 低压无功补偿装置的主要元器件143. 2.1工艺检验准143.2.2元器件及其测16总结20参考文献21致谢22第1章绪论1.1 探讨背景目前，我国的电网，特殊是广袤的低压电网，普遍存在功率因数较低、电网线损较大的状况。导致此现象的主要缘由是众多的感性负载用电设得设计落后，功率因数较低。比如我国的电动机消耗的电能占全部发电量的70%,而由于设计和运用等方面的缘由我国电动机的功率因数往往较低，一般约为COM=070.在这种状况下，采纳无功补偿节能技术，对提高电能质量和挖掘电网潜力是特别必要的，世界各国都把无功补偿作为电网规划的重要组成部分。从我国电网功率因数和补偿深度来看，我国与世界

6、发达国家有不小差距。因此大力推广无功补偿技术是特别必要的，并且从以卜.数据，我们也能看动身展无功补偿所能带来的巨大经济效益。2007年,我国年总发电量为32559亿千瓦时,统计线损率为877%但是这个数字没有包含相当大的110千伏、35千伏、10千伏的输电线损及0.38T伏的低压电网线损。据报道，估计实际的统计统损率约为15%,即2007年全国年线损哥约为4800亿千瓦时。设全国的理论线损与统计线损相样，其中可变线损约占理论总线损的80%,则年可变线损电量约为3900亿千瓦时。设当前全国电力网总负荷的当前功率因数CoS0=0.85,采纳无功功率补偿后，把电力网总负荷的功率因数提高到8sO=09

7、5,则每年可以降低线损约为390亿千瓦时，按0.5元每千瓦时计，价值约为195亿元。设2007年全国电网的最大负荷利用小时数为5000小时，则电网的最大负荷约为2亿千瓦，当用无功功率补偿法把功率因数CoW=35,提高到c。S=095,全国电网需总补偿容量约为058亿千瓦。当前无功功率补偿装置设备主要为电力电容器，设无功补偿设备每千瓦的平均综合造价为50元,则全国无功补偿装置的总投资约为29亿元。应当指出，节约240亿千瓦时约相当于一座400万千瓦火电厂的年发电量，而建一座400万千瓦的火电厂需综合费用约为300亿元，同时每年需燃烧煤约为1200万吨，每年产生Cq,SQ等有害物质约为600万吨.

8、由此可见，产生相同的电力，无功补偿的费用约为新建电厂费用10%,而且无功补偿设备的费用仅需两个月的无功功率补偿的将损节电费用即可全部收回。综上所述，无功补偿不仅具有如上所述的节约投资、节约电力、节约燃煤及污染等作用，同时还可以提高电力系统设备的供电实力，改善电压质量，削减用户电费开支，延缓用户的增容改造等作用。1.2 无功补偿的发展状况国家在大力提倡建立节约型社会，从国家到地方已明确的下达了各种节能指标。节能、节.电事业正在蓬勃的发展，这是股强大的潮流。在全部电力节能产品中，首先要提到的就是无功补偿装置.，这也是唯一在供电政策以及电力法中提到的节能措施。作为节能降耗的生力军，无功补偿装更在我国

9、有着巨大的潜在市场。2009年，一系列的经济振兴支配给电力电子行业带来J很多机会，主要供方和用方两方面”供方主要是对用户的补贴上，另外，在这个政策的拉动下，企业也降低了成本压力。无功补偿装宜在节能降耗领域，趋势是始终向好的。首先是企业降低成本的需求，另个是外部环境的压力，地方政府的政绩和节能降耗的水平已经挂钩，国家和地方政府补贴能达到30%以上。近年来，国内无功补偿市场发展极其迅猛，产品的质量和数敢都有了大幅度的提升，相当一部分优势企业已经起先问鼎国际市场并取得了不俗的业绩。能着电力工业的快速发展和技术进步，以及节能降损管理的加强等，引发了很多领域对无功补偿的需求.2006-2008年市场对无

10、功补偿装置的需求员达到210亿元左右：其中动态无功补偿装置的需求量三年分别达到1.07亿元、2.35亿元、4.88亿元。动态无功补偿设备的成长空间巨大，成长前景看好。2006-2008年，谐波治理设备市场需求规模分别为1.79亿元、4.48亿元和12.52亿元，此市场的成长空间很大，招来几年中国电能质量谐波治理设备市场仍将保持而速的增长，并有广袤的市场发展空间.2006-2009年,是国内电力灌波胧和无功补偿装匿的大力发展阶段,但受到金融危机的影响，国内对电网建设的投资增速减缓，因此国内谐波治理设备和无功补偿装置市场增速减级。随若国内经济的逐步复苏，国内对电网建设的投资将逐步增长，2009-2

11、012年谐波治理设备和动态无功补偿装置市场将保持高速而平稔的增长。预料到2012年，仅以动态消谐补偿综合电力成真设备市场需求规模来看，我国销售额聘达到505亿元。2006-2012年的市场规模史合增长率为115%左右。在“十二五期间甚至更长的时间内，可以期盼电力需求以10%左右的速度稳步增长。2008年我国共新增发电装机容量7943万千瓦,全国发电装机容员达79272万千瓦,同比增长10.34%。全国发电量增长5.18%,用电量增长5.23%。将来几年对电力的需求将稳定增长，年增长率在10%左右。近20年来，世界各地（包括美国、法国、意大利、英国、俄罗斯、日本等国）发生的由电压稔定和电压崩溃引

12、发的大面积停电事故引起r各国的高度重视.持续了短短72小时的8.14美加大停电给美国造成巨大的经济损失和社会影响，这次事故提示人们,电网运行要有足够的无功备用容量，无功不能把远距离传傩，在电力市场环境卜.，必需制定统一的法规以激励独立发电商和运营商从维护整个系统平安性的角度供应足够的无功备用。在我国也曾多次发生电压崩溃事故，如1993年和1996年南方电网的几次事故，这些事故都促使人们实行各种措施以维持电网稳定。早期的无功补偿装置为并联电容器和同步补偿器，多用在系统的高压恻进行集中补偿。至今并联电容器仍是种主要补偿方式，应用范用广泛，只是限制器在不断的更新发展。同步补偿器的实质是同步电机，当励

13、磁电潦发生变更时，电动机可随之平滑的变更输出无功电流的大小和方向，对电力系统的稳定运行有好处。但同步补偿器成本高，安装困难，维护困难，使其推广运用受到限制。随着近代电力电子技术的出现和发展，无功补偿技术也随之发展。在第一个工业用品闸管出现之前.电了半导体由于功率过小，在直流传动,沟通传动，电磁合闸.沟通不间断电源和无功补偿等领域内始终没有得到应有的推广运用。品闸管的出现标记着电力电子技术的诞生，并以此为起点，随着半导体制造技术和变流技术的发展，新型的电力电子器件不断问世，由此引发了众多行业的变革，如沟通变频调速技术的蓬勃发展。同样电力电子技术对无功补偿技术也带来了新的发展锲机.无功补偿技术和电

14、力电子技术的结合主要有以下三方面：1 .是作为投切电容器的开关。闪为电力半导体开关的响应时间短（PS级）.所以能够选择电容的投切角度，实现零电压投切，避开了涌流的产生，提高了电容器运用的牢靠性和电力系统的稳定性。现代并联电容器补偿装置中的输出回路就引进了该项技术。2 .是作为无功输出的调整开关。由丁电力电子器件的高开关频率，使其能够使利地限制电容器电流的导通角，从而实现无功的连续调黑,快速跟踪负载无功的变更。静止型无功补偿器是其中的代表。3 .是引入电力电子变流技术，将变流器作为无功电源来调整无功的输入和输出，起到补偿负载无功的作用。常常用的是静止调相机和有源港波器。1.3本文的探讨内容当前，

15、在农网、城网改造建设中都须要无功补偿装置,，无功补偿更广泛地应用于工矿、医疗、科研,企业、油田、煤矿、港口、居民小区、公用设施等须要低压无功快速补偿的电力用户。采纳电力电容器进行无功补偿是节能降损、改善电网电压质量最便利、最经济有效的方法之这种方法安装便利、建设周期短、造价低、运行维护简便、自身损耗小。第2章无功补偿的原理2.1 无功补偿的原理2.1.1 无功功率电网中电力设备大多是依据电磁感应原理工作的，他们在能量转换过程中建立交变的磁场,在个周期内汲取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仃能量消耗，仅在负荷与电源之间往史交换，在三相之间流淌，由于这种交换功率不对外做功，因此称为无功功率。功率因数实际供用电系统中的电力负荷并不是纯感性或纯容性的，是既有电感或电容、乂有电阻的负载。这种负载的电压和电流的相量之间存在着肯定的相位差，相位角的余弦COS称为功率因数，又称力率。它是有功功率与视在功率之比。三相功率因数的计算公式为：,PPCOS=-=7丁一（式2-DSJ尸+Qz式中：cos一功率因数P-有功功率，KWQ一无功功率，KvarS-视