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静止型动态无功功率补偿器系统的设计与实现

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摘要

1.1 引言

1.2 课题研究背景及意义

1.2.1 课题研究背景

1.2.2 课题研究意义

1.3 国内现状与发展

1.4 本文主要工作

第2章 SVC系统设计

2.1 设计目的和要求

2.2 设计原理

2.3 数学建模

2.4 设计执行标准和参数

2.5 本章小结

3.1 SVC系统组成

3.2 电容器及滤波装置FC

3.2.1 安装条件和数据

3.2.2 滤波技术要求和标准

3.2.3 滤波装置设计计算

3.3 补偿电抗器TCR

3.3.1 电抗器的设计

3.3.2 TCR额定电流的确定

3.4 全数字控制系统

3.4.1 DSP控制板硬件设计

3.4.2 晶闸管阀的高电位电子板

3.5 高压晶闸管阀装置设计

3.6 密闭纯水循环冷却系统设计

3.7 远程监控系统设计

3.8 保护功能

3.9 本章小结

4.1 软件主流程

4.2 DSP软件的总体设计

4.2.1 时钟配置

4.2.2 低功耗模式和看门狗配置

4.2.3 A/D模块初始化

4.2.4 EV模块的初始化

4.2.5 信号采样子程序模块

4.2.6 数据处理子程序模块

4.2.7 触发脉冲形成程序模块

4.3 人机界面设计

4.4 本章小结

第5章 SVC系统的实现

5.1 谐波治理的实现

5.2 电压稳定的实现

5.3 自动无功补偿的实现

5.4 功率因数提高的实现

5.5 减少电压畸变率的实现

5.6 产生的效益

5.7 本章小结

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

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摘要

近十多年来,由于大量的非线性负荷(如电力电子设备、大容量的电弧设备)大量的使用,使线路中谐波污染严重。在一个感性环境的电力系统中投入容性的补偿装置后,在系统存在谐波污染的情况下,都会在一定的范围内,一定的条件下,形成并联谐振(即谐波源和系统,补偿装置等效并联时)和串联谐振(即谐波源和系统、负荷及补偿装置等效串联)。由于谐振的影响,系统的谐波被放大甚至被严重的放大,影响供电设备的正常使用,危及设备的安全。而补偿装置中的电容器更是首当其冲的受到损害,很多电容补偿装置在谐波环境中不能正常使用,发生频繁损环,甚至无法投入,都是由上述原因造成。很多应用实例都说明这一问题。
  本文研究的目的是通过静止型动态无功功率补偿器(SVC)的设计来解决线材生产车间的问题,例如高压电网稳定性、功率因数低和高次谐波的问题。
  本文根据首钢第一线材厂的整体规划和现场实际情况,决定将FC+TCR型SVC的综合自动化系统应用于供电系统。
  本文通过对SVC系统的硬件、软件和功能要求进行了系统的设计和开发,根据线材厂设备实际情况提出了设计方案。
  上位机后台监控在SVC综合自动化系统中占据重要作用。本文在分析后台上位监控系统的硬件配置、软件体系构成的基础上,采用分层次、模块化的结构程序设计。数据处理是SVC综合自动化系统的一个重要组成部分,本文通过对数据的系统研究,提出适合工程实现的处理方案。
  根据以上总体设计思路,经过分步建设,最终完成了SVC综合自动化系统的工程实现。运行实践表明,系统整体性能达到设计要求,极大提升了企业自动化管理水平,并在经济性、安全性、可靠性三个方面取得了良好效果。

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