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1、1重庆科技学院毕业设计（论文）开题报告题目 纺织厂谐波及其治理的设计 学 院 电气与信息工程学院 专业班级 电自 2012 学生姓名 赵根 学号 2012441952指导教师 张海燕 2016 年 3 月 1 文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作开始后 2 周内完成，经指导教师签署意见及系主任审查后生效。从教务处网址上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。0篇，其它不少于 12篇（不包括辞典、手册）。4.“本课题的目的及意义，国内外研究现状分析”至少 2000 字，其余内容至少 1000 字。3
2、毕业设计(论文)的及意义随着科学技术的快速发展，相应的科技水平不断提高，自动化技术在工业领域的应用，也得到了不断的提高，越来越多的企业和工厂运用变频器来提高自动控制的质量，变频器的广泛应用也提高了电气控制的精确性能，但是变频器属于非线性负载，在运行过程中会产生高次谐波，我国的电网系统也面临着因谐波污染源的增多而导致电能质量下降和电网电压波形发生畸变的问题，并且越来越多的高科技电气设备的使用，对电能质量的要求达到了一个新的高度。谐波是指电流中所含的频率为基波的整数倍的电量，一般指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。在纺织厂中，主要由于正弦电压加在非线性负载变
3、频器上，基波电流发生畸变而产生谐波。谐波的危害主要有以下几个方面;高次谐波的存在，使得纺织厂变频器损耗加剧，缩短使用寿命；谐波存在可能会使电力系统不稳定，造成系统频繁振荡，间接导致继保装置发生误动；谐波会干扰通讯及其他弱电设备正常工作 1 。为了避免谐波对电力系统设备损害加剧，世界上许多国家对谐波问题都给予高度的重视，并且制定了一些标准来限制用电设备的谐波，如 2。从 1990年以来，我国也发布了相关电能质量标准，我国电力系统的电能质量得到了很大的提高。为提高电能质量而抑制谐波主要有两种方法：一是主动型抑制谐波方法；二是被动型抑制谐波方法 3。主动型抑制谐波的原理是对电力系统中各个非线性负载本
4、身进行改造，减少谐波的产生；或则根据工作的需要，通过控制功率因数来解决谐波问题。由于主动型谐波抑制方法仅适用于电力电子设备类谐波源，存在效率低、成本高，影响设备的可靠性等问题，所以不建议采用。被动型抑制谐波原理是不改变谐波负载本身，而是在谐波负载的交流侧加无源滤波器(有源滤波器（装置，通过外加设备对谐波进行补偿来达到抑制谐波的目的。无源滤波器：在谐波源附近或则公用电网节点装单调谐及高通滤波器，不仅可以吸收谐波电流，同时还可以进行无功功率补偿。无源滤波器成本低，运行稳定，技术相对成熟，容量大，但是谐波滤除率只有 80%。有源滤波器：在谐波源附近或则公用电网节点装设并联型或串联型 隔离或补偿谐波。
5、有源滤波器在运用中灵活、体积小、反映动作迅速，谐波滤除率达到 95%以上，但是价格高，容量小 4。在本次课题纺织厂谐波治理与分析的设计中，纺织厂属于大中型企业，在实际工作过程中对电能质量的要求较高，如果存在谐波，会对纺织厂的出产产品的质量6产生巨大的影响，所以在考虑滤波时应该采用滤波效果较高的有源滤波器，有源滤波器不受系统阻抗的影响，可以对多个谐波源进行集中处理，所以通过有源滤波器滤波来减少谐波，可以提高设备的供电质量，提高设备运行的可靠性，减少因设备误动作而造成的经济损失；还可以减少谐波电流在输配电线路上产生的损耗，同时降低用电设备发热，减少绝缘老化，从而提高设备的使用寿命，减少设备的维护费
6、用；能够减少电网中补偿电容器的谐振机率，同时，减少谐波对系统信号传输的影响，增加系统的可靠性；并且可以减少谐波对公共电网的污染。内外研究现状1969年， 次谐波电流来减少电源电流中的谐波成分，从而改善电源电流波形的方法，但这种方法不能迫使电源电流成为正弦波电流。尽管他没有描述一个完整的有源滤波器，但文中所描述的方法可以认为是有源电力滤波器基本思想的发芽。1971年， 由于当时采用线性放大的方法产生谐波补偿电流，损耗大，成本高，因而只在实验室中研究，没有应用在工业系统中。1976年， 们在论文中还讨论了有源滤波器的实现方法和相应的控制原理， 正是这篇论文确定了有源电力滤波器的基本概念，并建立了当
7、今有源滤波器的基本拓扑结构，然而，由于 20世纪 70年代电力电子的发展水平和大功率可关断器件的限制，对有源电力滤波器除了实验室研究外，没有任何进展。1982年世界第一台 大的一台容量达20983年，人提出“三相电路的瞬时无功功率理论”极大促进了有源电力滤波器技术的发展，从此通过有源滤波器来抑制谐波逐渐应用于工业中。有源滤波器作为消除谐波，改善电能质量的工具，在美国，日本等发达国家已广泛应用于国民生产各个方面，极大地改善了整个电力系统的电能质量，推动了新的研究成果不断出现。从 1984年开始，每两年召开一次电力系统谐波国际会议，在谐波领域的研究和交流，不断地制定新的标准，电力系统的电能质量得到
8、提高 5。我国在有源滤波器的研究起步较晚，直到 20世纪 80年代末才有论文发表，90年代以来一些高等院校和科研机构开始进行有源电力滤波器的研究，如 1992年华北电力实验研究所和北京供电公式联合研究有源高次谐波抑制装置已经投入工业运行，西安交通大学也提出了四重化变流器作为大容量有源电力滤波器的方法。近十几年来，越来越多的研究单位和机构对有源滤波技术进行了深入的理论研究和实验7分析。目前，国内从事有源滤波器研究和生产的企业主要有，深圳波宏电力铝箔设备公司、上海宝钢安大电能质量有限公司、西安塞博电子有限公司、南海市樱花电气有限公司等。这些研究有的已达到或接近国际先进水平。当前研究工作的关键是加快
9、有源电力滤波器在生产实际中的应用，提高实际应用水平。我国研究水平与国外相比，差距正逐渐减小 6。参考文献1林海学，.国电力出版社，199820053王兆安,杨君,械工业出版社,20094李站鹰，任震，电网技术 20045 国外电子测量技术20066 卓放，王兆安，有源电力滤波器技术的发展与电能质量的提高. 电工技术杂志20067国电力出版社,2012.8花皑,械工业出版社,2008.9王晶,林敏,003,18(3):530国电力出版社，20068毕业设计(论文) 点内容、实现途径本课题的任务要求：步介绍变频器引起的电能质量问题及治理措施；有源滤波器系统的组成及运行特性进行分析；用有源滤波器的控
10、制算法对谐波进行补偿；较有源滤波器补偿前后谐波变化，得出相应结论；本课题的重点内容及其实现途径本课题为纺织厂的谐波分析与治理，根据工厂的性质，考虑技术先进，经费运用合理的要求，通过在谐波源装设有源滤波器来抑制电力系统中谐波。首先要了解变频器的运行特性，根据变频器引起的电能质量问题制定治理措施，再对该纺织厂的供电系统进行建模，通过建模分析选择有源滤波器，然后利用瞬时无功功率理论中 测到谐波后，利用有源滤波器的控制算法对谐波进行补偿，最后利用 较有源滤波器补偿前后谐波变化，得出相应结论。本课题的重点内容有：介绍变频器引起的电能质量问题及治理措施； 变频器9运行特性分析；纺织厂供电系统建模；有源滤波
11、器（组成及原理；偿时 绍变频器引起的电能质量问题及治理措施：变频器为非线性负载，产生的谐波降低了电能质量，会对变频器造成驱动故障、过压故障、欠压故障、过流故障等，可能会造成电解电容、原件的损坏。解决的办法就是在公共电网节点加装有源滤波器抑制谐波。变频器运行特性分析：简单地说就是把直流电逆变成不同频率的交流电，或是把交流电变成直流电再逆变成不同频率的交流电，或是把直流电变成交流电再把交流电变成直流电。有源滤波器（组成及原理：有源滤波器由指令电流运算电路和补偿电流发生电路两个主要部分组成。指令电流运算电路实时监视线路中的电流，并将模拟电流信号转换为数字信号，送入高速数字信号处理器（信号进行处理，将
12、谐波与基波分离，并以脉宽调制（号形式向补偿电流发生电路送出驱动脉冲，驱动 成与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流注入电网，对谐波电流进行补偿或抵消，主动消除电力谐波。先建立非线性负载（谐波源），并对电源侧和负载侧的谐波进行了观察和记录。再对以瞬时无功功率理论为基础的 到谐波电流，并对其进行研究与分析。最后对整个系统模型进行了仿真，得出了相应的结论。10毕业设计(论文) 工具书、计算机、实验、调研等）及解决办法工作条件工具书谐波抑制，有源滤波器基本原理相关书籍，件学习书籍软件件硬件计算机 解决办法工具书可以在学校图书馆借阅，或则在网上查询获得。其他软件可以通过自学或向老师学习解决参考工具1林海学，国电力出版社，199820053王兆安,杨君,械工业出版社,20094李站鹰，任震，电网技术 2004115国外电子测量技术20066卓放，王兆安，有源电力滤波器技术的发展与电能质量的提高. 电工技术杂志20067国电力出版社,2012.8花皑,械工业出版社,2008.
