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关于无功补偿相关论文如何写 和三相不平衡无功补偿综述方面本科论文怎么写

主题:无功补偿论文写作 时间:2024-01-31

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摘 要:针对目前社会对电能质量的要求越来越高、而目前我国电气化居民负荷品质和管理手段仍处在较低水平的状况,考虑配电台区三相负荷的失衡问题,分析导致三相负荷不平衡的原因,并对实现三相负荷平衡问题提出了解决的建议与对策.

关键词:低压电网系统;配电台区;三相不平衡

1概述

三相不平衡度是电网运行的一个重要的质量指标,尽管在电网设计时努力做到三相平衡,但是实际运行时因为用户使用的问题,往往三相不平衡非常严重,使得三相不平衡度大大超越国家规范.三相不平衡过大会给电网带来严重的危害,产生的负序电压和负序电流将导致旋转电机发热和振动,变压器漏磁增加和局部过热、电网线损增大以及各种保护和自动装置误动等,引起电网负序电压和负序电流,影响供电质量,进而增加线路损耗,降低供电可靠性.

在传统的电网中,往往利用Steinmetz原理,采用SVC或SVG技术进行不平衡负荷的补偿,同时补偿无功功率;近年来,配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)以其快速的动态响应速度和良好的谐波性能,在不平衡负荷补偿中的应用越来越广,但是其运行安全和补偿能力有时会受到不平衡情况的制约;自动实时调整法是在台区表箱处安装自动换相设备,由台区管理终端监控台区单相负荷电流,并根据设置的三相负荷不平衡率对表箱负荷进行自动调整,以达到三相负荷自动调整的目的.较前两种方法,自动实时调整法具有装置体积小,造价低,耗电低,节能等一系列优点.

2三相不平衡补偿研究现象

2.1导纳补偿法

丹麦学者C.P.Steinmetz提出的无功补偿理论适用于三相三线制负荷的平衡化补偿,补偿等效电路见图1.其基本思想是:利用对称分量法将三相不平衡负荷电流基波分量分解为正序分量与负序分量,然后调节SVC装置的补偿电纳使补偿电流的基波正序分量和负序分量满足式.因此传统Steinmetz理论的控制目标是严格地调整功率因数为1,系统不平衡度为0.但实际工程运用中,往往将功率因素控制在0.9-0.95之间.

该方法是利用无功补偿原理,对三相四线制系统中存在的无功功率造成的三相负荷不平衡清况,通过调整系统的功率因数,达到提高电网电压的目的.该方法比较适用于台区变压器做无功补偿使用,不适用三相四线制系统中因单相负荷分配不平衡造成的负荷电流不平衡问题.目前,采用该方式进行无功补偿时,往往采用电容补偿的方式,由于三相四线制系统接入电容负载,虽电容负载本身不产生电力谐波,但电容负载会使电力系统中存在的谐波放大,如果电容负载和电力系统中的感性负载振荡频率与系统固有频率相近,则会造成电力系统谐波无限放大,导致停电事故的发生.

2.2DSTATCOM不平衡负荷补偿无功电流

从现有实际工程应用中的DSTATCOM装置的结构来看,DSTATCOM一般含有逆变器(主电路)、控制器、保护电路、监测单元、连接变压器、冷却系统及启动整流器等,系统结构复杂.如果仅考虑电信号的流向,则DSTATCOM的系统框图见图2,其中参考电流检测电路部分从检测到的负载侧电流和系统电压计算出负载电流中需要补偿的有害电流(无功、负序),将检测到的有害电流取反后得到参考电流信号,电流跟踪控制电路根据参考电流信号和补偿器输出电流信号产生PWM信号,再经驱动电路放大,去控制逆变器中功率器件的通断,从而向电网注入符合需求的补偿电流,使得系统电流中只含基波有功电流而不含有害电流.

采用这种方式时,为平衡负载,将配电网静止同步补偿装置安装在系统与负荷间的线路上,通过采用相应的控制策略,使得该补偿装置能够产生负荷电流中的不对称部分,即负序电流和零序电流,这样从系统侧来看,实际上源只需要向负荷提供三相对称平衡的基波正序电流,也就是说,对系统而言实现了负载平衡.但实际的控制效果与装置的容量、控制策略、同步信号等相关,同时,这种方式的造价高,也存在着补偿容量不大等一系列问题.

2.3自动实时调整法

该方法的核心是台区控制器,实施主体是智能换相开关(以下简称“换相开关”).台区控制器是三相负荷不平衡治理的核心执行装置,负责收集配电变压器低压侧的三相电流数据,进行分析计算,形成最优“不平衡调节策略”,并将遥控命令下发到换相开关,进行负荷调节.

该装置能实时监测配变低压侧出口三相电流不平衡情况,根据三相电流不平衡度限值判定相关约束条件,满足设定条件则执行换相决定;然后根据实时采集的配变低压侧出口三相电流和各低压负荷在线自动换相装置各负荷支路的电流和相序数据,通过算法进行计算得到各低压负荷在线自动换相装置的换相指令;最后各低压负荷在线自动换相装置的开关根据控制指令可靠开合动作,在不需要停电的状态下完成各负荷支路在不同相序之间的转换,将台区的三相不平衡率控制在《配电网运行规程》中规定的数值之内.一方面,它可以通过人工或自动的方式对换相开关实现换相,用于自动调整负荷平衡,使其线路的不平衡率降至预设的不平衡率以下.另一方面,实现数据和资源共享该系统利用先进的信息技术和网络技术,实现部门、县公司、地市公司、省公司之间的数据传输,促使各部门的信息和资源共享.换相开关安装示意图见图3.

由图3可知,该系统能够及时采集到台区的用电负荷、电压、电流、功率等一系列配电变压器参数,利于台区基本数据的掌握,数据的采集具有规范化,科学化的特点.

3结语

本文首先分析了三相负荷不平衡产生的背景以及三相负荷不平衡产生的主要影响,进而从技术角度提出了治理三相负荷不平衡的方案以及治理策略,得出本文设计的基于相间负荷转移的三相负荷不平衡调控方案可有效解决三相负荷不平衡的问题,提升电网安全、经济运行水平.望相关部门能够重视电网系统低压三相不平衡负载问题,并及时进行解决,实现节能降损、提高供电质量的目标.

参考文献

1袁佳歆,李士杰,张晨萌,等.电气化铁路三相不平衡协同补偿[J].电工技术学报,2011(1)

2袁佳歆.电气化铁道牵引负荷的无功和负序分析[J].供用电,2006(6)

3张征凯,章元德,史亮,等.智能配电台区三相负荷不平衡治理方案[J].电力需求侧管理,2016(1)

4王果.配电台区三相不平衡的危害与对策[J].电工技术,2014(12)

5宋仁平,吴玉新,王明俭,等.电网系统低压三相不平衡负载问题与对策探析[J].中国新技术新产品,2014(17)

(责任编辑高平)

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