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1、大连理工大学网络教育学院毕业论文（设计）模板 远程与继续教育学院本 科 生 毕 业 论 文（设 计） 题 目： 无功补偿技术的应用研究学习中心： 沈阳直属学习中心 层 次： 专科起点本科 专 业： 电气工程及其自动化 年 级： 2015年 秋 季 学 号： 150031209041 学 生： 周胜文 指导教师： 姚晓妹 完成日期： 2017年07月21日 II无功补偿技术的应用研究内容摘要无功补偿技术可以降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境，延长设备使用寿命，因此需要开展相关研究，不断提升无功补偿技术在电气自动化中的应用成果。本文分析对比无功补偿技术的国内外发展现状，根据
2、无功补偿相关的基本理论知识，阐述了电力系统无功补偿的基本原理和基本方法及其在电力系统中的功能。分析了目前无功补偿技术在电气自动化中的应用情况，并归纳了应用中存在的主要问题，且给出具体的解决措施。同时分析总结了无功补偿技术应用的主要实现途径，并阐明无功补偿技术在电气自动化领域的应用策略。关键词：电气自动化；无功补偿技术；实现途径；应用策略目 录内容摘要I1 绪论11.1 研究背景与意义11.2 无功补偿的发展现状21.2.1 无功补偿的发展21.2.2 国内外研究现状21.3 主要研究任务32 无功补偿概念介绍及原理分析42.1 无功功率42.1.1 无功功率简介42.1.2 无功功率的物理意义
3、42.1.3 无功功率的影响以及谐波的危害52.2 功率因素62.2.1 自然功率因数62.2.2 功率因数的影响因素62.2.3 提高功率因数的主要方法62.3 无功补偿72.3.1 无功补偿的基本概念72.3.2 无功补偿与电压损失和功率损失的关系82.3.3 无功补偿方式92.3.4 无功补偿的意义103 电气自动化中的无功补偿技术的应用及不足123.1 电气自动化中无功补偿技术的应用123.2 电气自动化中无功补偿技术应用中存在的问题123.3 进一步提高无功补偿技术应用的措施124 无功补偿技术应用的实现途径和应用策略144.1 实现无功补偿技术应用的途径144.2 无功补偿技术的应
4、用策略154.2.1 运用并联混合有源滤波器对低压电网补偿154.2.2 开辟无功补偿技术在电气自动化系统中新的应用方向164.2.3 努力解决无功补偿应用过程中存在的主要问题16结论17参考文献181 绪论 1.1 研究背景与意义当今，随着社会的变化和发展，人们除了满足物质上的需要以外，还需要尽量丰富精神生活，这就需要更多的水电方面的支持，造成电力编制所承受的负荷也逐渐变得越来越重。尤其是近些年来，电力负荷快速增长和发电厂装机容量和输电线路容量不足，导致全国部分地区电力供应质量相对很差，导致人们的日常生活受到很大的影响。但在当今科学技术飞速发展的今天，电力市场政策的开放使得广大人民对供电质量
5、的要求也一天比一天高。因此，不管是在电力生产或者企业各个领域，电力系统的经济都值得被关注。那么，为了确保电力系统的经济运行，通过什么方法使系统的运行，有功功率，无功功率损耗减小，不影响供电企业和电力用户的电力质量，这是电力系统的目标。系统消耗能量有很多原因。例如，在配电系统中，储存了更多的感性负载，并且在传输过程中将会丢失许多无功功率，并且系统的能量消耗将被降低。当的数值达到一定程度时，系统的有功和无功损耗将发生很大变化，会增加很多，这将导致电力质量的下降。电力质量下降不仅是造成住宅电压不稳定性如此简单，严重的时候会对工农业的生产等形成比较大的影响，甚至会给各种航空等领域的科学研究带来麻烦，使
6、经济发展缓慢。电厂通过各种发电方式的进行电能的输送，在变电站，输电线路和各种电力设备中，都会造成电力损失。通过相关知识的研究，我们可以理解，配电网结构的合理布局在提高电力质量和降低消耗方面发挥着关键作用。降低能耗最有效的措施之一就是无功补偿。运输三相电的用户电质问题、性能问题、电气配置落后等问题都会引起电网无功功率失衡。在电力系统中，通过两个方面衡量电能质量，一个是电压和另一个是频率。为了获得满足要求的电能质量，有必要确保电压和频率不超过规定的范围。在系统中，有功功率影响频率和无功功率，换句话说，可以在控制有功功率和无功功率的前提下实现合格的频率和电压。控制电压的最佳方法是补偿系统中的无功功率
7、。赔偿方式是多种多样的，但最有效和最不受影响的是过度赔偿。合理选择补偿能力和补偿方式，可以有效地使系统电压合并在有效范围内，降低浮动电压，降低系统损耗，实现经济运行目标。在电力系统中，无功功率与系统经济运行和电力质量的支持之间存在密切的关系。如果在输送电力的体系中无功功率不足，就会造成网络电压会下降，消耗增加，有功功率将会下降，影响电网频率，损害电力质量。但系统无功配电不合理，将形成一条输电线路损耗变得越来越多的电力投资。 缺乏无功功率和无功补偿分配等问题也随之产生，无功补偿是改善经济运行体系的主要途径。无功补偿技术得到了越来越多的关注，因此，对配电网的实际情况进行无功补充和优化设备钻井具有重
8、大现实意义和可行性。1.2 无功补偿的发展现状1.2.1 无功补偿的发展无功补偿全称无功功率补偿，是一种在电力供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境的技术。无功补偿装置首先是从国外兴起的，从1980年初到1990年末，无功补偿装置开始慢慢发展起来，首先是较慢的机械开关，然后发展成为切换速度快，甚至是晶闸管控制装置。一开始，无功补偿装置主要是无源装置，补偿方法是在传输线上并联或串联系统总线中的电容器或电抗器的一定容量，改变网络参数，从而改变无功功率并减少网络有效损失但该设备在短时间内不能改变系统电压波动。因此，自20世纪70年代以来，SC
9、R反应器（TCR），晶闸管开关电容器（TSC）混合器和两个（TCR + TSC）组成的静态无功补偿器（SVC）的重要形式的大型控制系统已经迅速发展。随着许多功率型全控电力电子设备的出现，无功补偿技术的发展速度越来越快。由于电容器本身的局限性，分流电容器的无功补偿装置的进一步发展也受到限制，发展前景堪忧。在无功补偿过程中，无功功率应传输到电网，无功功率全部由电容器产生。它是机械无功开关装置或晶闸管无功补偿装置。但是电容器本身作为与输入形式分类相匹配的存储元件很难以各种方式断路，因此只能将无功电流调整到固定范围，以实现连续的无功补偿。接下来，无功补偿的发展趋势将转变为无功功率和谐波的综合补偿。1.
10、2.2 国内外研究现状首先，无功补偿是将电容器或电抗器与公共开关开关组合在一起，以补偿系统的无功功率，提高无功功率分配，减少损耗。然而，原来的开关将产生很大的冲击电流，这可能导致电弧，这将影响电气设备的使用寿命，并且补偿结果不是特别令人满意。但随着科技的发展，早期的无功补偿装置逐渐使运动越来越好，动态无功补偿装置已经被替代。不管国内还是国外，从上世纪50年代初开始，都开始研究无功补偿装置。对于广大居民的用户和各种小型工厂等低压电源用户，补偿措施纳入电网并联电容器，由无功功率产生的无功补偿系统无功，无降低线路损耗，提高电源质量目标。与大企业的电力相比，只有通过并联电容器对系统的无功功率不足以进行
11、无功补偿，经过一系列研究发现，采用同步电机励磁方式改变无功补偿方式可以实现效果好当然，时代的更新必须伴随着各种技术和设备的升级。与无功补偿技术相比，国内外专家不时学习，在大量研究的基础上，效果也非常显着。基于模糊理论和神经网络的现代并联无功功率控制为配电系统无功补偿提供了完美的补偿方法和补偿效果。最近有很多国内外专家学者对电力总结经验和学习经验进行了研究，并提出了基于新理论和新的电力方式的大量无功功率控制系统，并已成为部分的研究成果应用于生产。例如，晶闸管控制电抗器（TCR）和晶闸管开关电容器（TSC）和混合TCR + TSC器件或晶闸管控制电抗器和固定电抗器（FC）或机械开关电容器（MSC）
12、混合使用装置。这些都可以应用于国内电力系统实际补偿装置中使用最广泛的SVC，已成为配电系统无功补偿，降低能耗，提高电力质量，维持电力的重要技术措施还包括对电网电压进行维持保护。1.3 主要研究任务本文分析对比无功补偿技术的国内外发展现状，根据无功补偿的基本理论、无功功率的相关理论知识，阐述了电力系统无功补偿的基本原理和基本方法及其在电力系统中的功能，解释无功补偿的必要性。分析目前无功补偿技术在电气自动化中的应用情况，并归纳了应用中的主要问题，给出具体的解决措施。分析总结无功补偿技术应用的主要实现途径，并阐明无功补偿技术在电气自动化领域的应用策略。162 无功补偿概念介绍及原理分析2.1 无功功
13、率无功补偿即无功功率补偿无功补偿全称无功功率补偿，是一种在电力供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境的技术，首先介绍无功功率。2.1.1 无功功率简介在电网中，共分为两种供电方式。其中一个是有功功率，另一个是无功功率。有功功率为电力设备的正常运行提供电力，并将电能转换为其他形式的电能。无功功率的表述相对来说比较抽象，通常它被用在电场的电场和磁场中，用于创建和支持电气设备中的磁场的电力。其实这本书“无功功率”并不是无用的电力，而是其能量转换的能量形式有所限制，不能转化为机械能，热量等。所有电磁配置的线圈，产生磁场，都有必要失去无功功率。由
14、于这种电源在外部不工作，所以称为“无功功率”，在供电系统中，除有源电源外，还需要无功供电，这两种电源必须同时存在，否则都不能正常工作。无功功率是非常重要的物理量。在正弦稳态电路中，存在无功功率系统的能量交换，但是不损耗功率，可以测量能量的变换幅度;在非正弦电路中，学校有两种无功功率定义。第一个是经典无功功率理论。根据布德亚努的定义，在傅里叶级数和频域分析的基础上阐述了无功功率。二是基于Fryze的定义，采用时域分析方法。与前者不同，傅立业系列不需要分解，其出现是定义无功功率的新方法。无功功率的符号用Q表示，单位有乏（var）、千乏（Kvar）、兆乏（Mvar）。2.1.2 无功功率的物理意义在具有电感器和电容器的AC电路中，电感器的电场和电容器的电场在环路的一部分中从电源吸收能量，而另一部分时间将能量返回到电源。在能量吸收和回归的整个过程中，平均功率为零，但这并不意味着能量之间不存在交换。实际上，功率和电感之间或电源和电容器之间存在能量，而且过程中的最大能量交换称为无功耗。“这个解释表明，无功功率的物理意义是能量的交换，
