动态无功补偿装置的设计.doc

学校代码：10128
学号：201111202029

本科毕业设计说明书

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题目：动态无功补偿装置的设计
学生姓名：宋清鹏
学院：电力学院
系别：电力系
专业：电气工程及其自动化
班级：电气11-1
指导教师：彭伟讲师

二〇一五年六月
摘要
无功补偿对提高系统功率因素，提高电能质量和降低有功网损意义重大，具有积极的经济及社会效益。在对低压网络进行补偿时，合理的装置的应用，正确的补偿方式的选择，对系统无功的平衡和无功的优化至关重要。无功补偿设备经历了多个阶段的发展，其中静止无功补偿器（SVC）在世界范围内的应用都非常广泛。
本文设计采用的无功补偿技术为晶闸管投切电容器（TSC），作为SVC的典型代表之一，使用晶闸管作为投切元件，做到了无触点投切。使用西门子PLC对晶闸管的导通与关断进行控制，根据电网的实时动态，最终实现对电容器的快速、准确投切。应用PLC进行程序编辑，利用傅里叶快速算法完成无功功率的计算。进而根据计算结果，由PLC进行选择和判断，发出晶闸管的导通与关断命令，实现对电容器的投切的控制，完成最优的补偿方案。设计中还完成了触发电路、电容器接线方式等的设计，电压互感器、电流互感器、隔离模块等器件的选择。
关键词：无功补偿；零电压触发；TSC；电容器分组

Abstract
Reactivepowercompensation isimportanttoimprovesystempowerfactor,improvepowerqualityandreduceactivepowerloss,withapositiveeconomicandsocialbenefits.Whencompensateforlowvoltagenetwork,choosetherightdeviceandthecorrectwayofcompensation,itisessentialtothereactivepowerbalanceandreactivepoweroptimizationofsystem.Reactivepowercompensationdevicehasexperiencedseveralstagesofdevelopment,Staticvarcompensator(SVC)iswidelyusedinworldwide.
Thisdesignuseofthyristorswitchedcapacitor(TSC),asoneofthetypicalrepresentativeoftheSVC,Usethyristorasaswitchingelement,sothatthenon-contactswitching.UsetheSiemensPLCtocontrolthyristorsonandoff,Accordingtoreal-timedynamicgrid,ultimatelyswitchingcapacitorforfastandaccurate.ApplicationofthePLCprogramediting,UsetheFastFourieralgorithmcompletereactivepowercalculations.Accordingtotheresults,SelectionandjudgmentbythePLC,Issuethyristoronandoffcommand,Realizationofswitchingcapacitorcontrol,Completetheoptimalcompensationscheme.Designalsocompletedthedesignsuchastriggercircuit,acapacitorwiring,Theselectofvoltagetransformers,currenttransformers,isolationmodulesandotherdevices.
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引言
不论从经济性还是安全运行的角度考虑，无功补偿都是十分必要的，而随着电力系统中负荷的逐步增长以及无功内涵的不断变化，系统中的无功受到的影响变的更加复杂。因此，就要求无功的补偿更加快速、准确、实时。
本文为满足在变化低压网络中进行动态无功补偿的要求，进行了无功补偿装置的设计，应用的是比较成熟的晶闸管投切电容器（TSC）技术。通过PLC的使用，对晶闸管开断的进行自动控制，并联电容器组便可以按照需要投入或者切除，负荷的无功总能实时、快速的得到补偿。
本文介绍的内容主要包括：
（一）对低压无功补偿的基本原理的进行了说明，简单阐述了其作用、意义，常用方法，简单介绍了本文采用的补偿方式