高压电力有源滤波器的研制与应用.doc

题目：高压电力有源滤波器的研制与应用目录摘要…………………………………………………………..11研究依据41.1项目背景41.2煤矿供电系统中谐波的原因和危害61.3与国内同类技术比较81.4项目研究的意义102承担单位的条件和工作基础122.1项目承担单位122.2项目协作单位143项目研究内容和目标143.1项目的研究内容143.2项目的总体目标144项目研究的技术路线与关键技术154.1基于瞬时无功理论控制算法154.2电流跟踪技术204.3技术方案234.4技术路线265项目的特色和创新之处285.1项目的特色285.2项目的创新点296项目的成果与技术指标306.1技术成果与形式306.2设备主要技术指标306.3考核指标30参考文献…………………………………………………………………摘要：根据高压电力有源波滤器项目研究的背景，并且把国内外的技术相比较，取其精华，在一定的基础上改革和创新，了解项目研究的基础路线和相应技术，使项目研究取得一定的成果并有相应的技术创新。1研究依据1.1项目背景六矿主井供电系统入井6KV的电缆分三相接入三台500KVA6/1.14KV特种变压器后，汇接到一台变频器，然后接入1000KW的电动机。变频器在运行的过程中产生大量的谐波，同时供电网上的谐波注入叠加后，使电动机异常抖动、发热甚至有烧毁的危险；三台变压器发热现象严重；控制室内的无功补偿用的电容器被多次击穿；控制柜里面的继电保护多次出现越级跳闸等现象和事故，为了主井出煤生产的安全，有效地保护电动机、变压器、电容器的运行安全必须彻底抑制或治理谐波，使谐波控制在国标规定的安全值内。通过在1140V侧，使用日制HIOKI3196电能质量测试仪测试后得到的数据分析报告得知：电流的畸变率为69%、谐波电流的有效值为296.7A。针对1140V供电测谐波现状，找出供电系统谐波产生根源和谐波特征，通过调研国内各类谐波治理技术现场使用情况和优缺点的对比分析，设计出用于1140V供电系统的有源电力滤波器（APF）。煤矿厂谐波含量超标将严重威胁矿井供电安全，目前针对煤矿厂的谐波装置为无源滤波装置，但存在着体积大、重量重等缺点。而有源电力滤波器（APF）则可以实现谐波自动跟踪滤波，且体积小、重量轻。我国对煤矿业1140V供电系统APF的研究还主要集中在试验研究阶段，此项目的成功应用将推动我国APF在煤矿行业的全面普及。同时在石油抽油机、铁路电力机车牵引站、制造业中频炉等用电环境中具有很大的需求市场。消除电网中的谐波可防止旋转电机和变压器过热甚至烧毁；减少对电力系统中的发电机、调相机、继电保护自动装置和电能计量仪表等的危害，防止继电保护误动作造成的重大停电事故；消除谐波对计算机通信、检测仪表等用电设备的干扰。可为煤矿供电系统的安全经济运行带来巨大的经济和社会效益。根据法国数学家傅立叶(M．Fourier)分析原理证明，周期为T的信号中有大量正弦波，其频率分别为1/THz、2/THz、n/THz，称频率为1/THz的正弦波为“基波”，频率为等n/THz（n≠1）的正弦波为n次“谐波”。谐波也是正弦波，每个谐波都具有不同的频率，幅度与相角。谐波频率是基波频率的整倍数。在电力系统中谐波产生的根本原因是各种大容量变流设备及其非线性负载所致，当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，即电路中有谐波产生。常见的谐波装置有变压器、各种变流装置、整流装置、交流调压装置、铁磁非线性设备、提升装置等，这些装置都是存在的谐波源。这些用电设备的使用，使得电力系统的电压、电流波形发生畸变，从而产生谐波。在煤矿供电系统中，用电负载大多为感性负载。如感应电动机、变压器、旋转电机、电抗器、相控交流电力调节装置、绞车等，在运行过程中都将产生大量的谐波，同时也要吸收大量的无功功率。1.2煤矿供电系统中谐波的原因和危害随着电力电子技术的发展，煤矿供电系统中大量的采用含半导体的非线性元件的负载，例如矿井提升机、通风机、主排水泵、带式输送机、架线式电机车等设备节能和控制用的电力电子设备，诸如各种变频器、交直流换流设备、变流器、整流设备、软启动设备等。它们都会在电网中产生不同频率和幅值的谐波。煤矿供电网络谐波的危害主要是造成电网的功率损耗增加，设备寿命缩短，接地保护功能失灵，遥控功能失常，线路和设备过热等，还会引起变电站局部的并联或串联谐振，造成电力互