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迁钢公司供电系统电力谐波分析与SVC系统设计

作　者: 王忠涛
导　师: 徐林
学　校: 东北大学
专　业: 控制工程
关键词: 供电系统 电能质量 谐波分析 SVC控制系统 补偿导纳模型
分类号: TM711
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 5次
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内容摘要


随着迁钢公司二期供电系统的投产,特别是热轧2160mmm轧机投入使用后,供电质量严重下降,系统电压偏差大,三相电压经常出现不平衡现象；通过对电能质量进行监测发现,在热轧2160mm轧机过钢时,轧机电流、母线电压等曲线质量变差,其中谐波含量非常高,严重超标,迫切需要得到有效治理。本文针对迁钢公司二期供电系统供电质量差、谐波含量高的问题,利用谐波监测与分析系统对迁钢公司供电系统进行监测并进行了谐波分析。首先给出了电力系统谐波计算的条件,通过对供电系统元件的模拟,利用电子表格方法计算了谐波电流、电压及其畸变水平,以保证获得精确可靠的的谐波畸变结果。通过监测与分析,为进一步的谐波治理提供了保障。为了有效抑制谐波,改善供电质量差的问题,在讨论静止型动态无功补偿装置(Static Var Compensator, SVC)控制系统原理和组成的基础上,设计了基于数字信号处理器(Digital Signal Processor, DSP)的静止型动态无功补偿控制器,采用对称分量法的矢量控制,基于不平衡负荷的平衡化原理(即Steinmetz原理)的补偿导纳模型,以及电压同步对称分量法来补偿无功功率；同时,提出了基于有理插值法的晶闸管触发控制角计算方法,极大地提高了SVC控制系统的控制精度。为了检验设计的合理性和可靠性,通过对轧钢系统负荷的计算,得到轧机生产时系统无功补偿所需容量,并在此基础上完成滤波器的选用工作。现场运行结果表明本装置软硬件设计合理,控制方法可行,SVC系统选型及容量设计合理,系统运行可靠,所设计的轧钢机用SVC控制系统能够根据三相电压、三相电流的变化,实时、分相控制晶闸管的导通,进行连续调节,实现功率因数接近于0.96,对不平衡负载实时有效补偿,达到了良好的控制效果。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 绪论  9-17
  1.1 课题来源与研究意义  9
  1.2 迁钢公司二期供电系统运行状况  9-14
    1.2.1 迁钢公司轧钢工艺简介  9-10
    1.2.2 供电系统运行方式  10-11
    1.2.3 迁钢供电系统电能指标监测  11-13
    1.2.4 谐波的概念、产生及其危害  13-14
  1.3 SVC研究现状  14-16
    1.3.1 SVC国内外发展  14-15
    1.3.2 静止无功补偿装置的类型  15-16
  1.4 本文的主要工作  16-17
第2章 迁钢公司供电系统谐波分析  17-31
  2.1 迁钢供电系统运行状况  17
  2.2 谐波监测与分析系统介绍  17-22
    2.2.1 系统的软硬件设计  17-19
    2.2.2 谐波分析软件的关键技术  19-22
  2.3 供电系统的谐波分析  22-27
    2.3.1 高压电网的模拟  23-25
    2.3.2 谐波计算  25-27
  2.4 谐波分析结果  27-28
  2.5 本章小结  28-31
第3章 SVC系统设计  31-55
  3.1 SVC控制系统  31-35
    3.1.1 SVC控制原理  31-32
    3.1.2 SVC装置的组成及原理  32-34
    3.1.3 TCR系统的基本组成  34-35
  3.2 SVC控制单元设计  35-40
    3.2.1 SVC控制单元硬件设计  36-37
    3.2.2 主控板设计  37-38
    3.2.3 A/D转换电路  38-39
    3.2.4 锁相倍频电路  39-40
    3.2.5 触发脉冲驱动放大电路  40
  3.3 基于同步对称分量法的补偿导纳计算  40-46
  3.4 基于有理插值法的无功补偿触发角计算  46-48
  3.5 SVC控制单元软件设计  48-54
  3.6 本章小结  54-55
第4章 SVC系统成套装置容量设计  55-61
  4.1 SVC系统成套容量设计  55
  4.2 无功补偿容量计算  55-58
    4.2.1 母线上的最大无功功率计算  55-57
    4.2.2 系统无功补偿容量计算  57-58
  4.3 滤波器选用  58-60
    4.3.1 滤波器的选用原则  58
    4.3.2 滤波器的主要参数  58
    4.3.3 滤波器安全性校验  58-60
  4.4 本章小结  60-61
第5章 SVC系统运行分析  61-67
  5.1 SVC系统运行分析  61-66
    5.1.1 SVC投入运行后数据分析  61-63
    5.1.2 SVC投入运行实时波形分析  63-66
  5.2 结果分析  66-67
第6章 结论与展望  67-69
参考文献  69-73
致谢  73

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 理论与分析 > 网络分析、电力系统分析
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