低压无功补偿装置的设计毕业设计(论文)说明书

安徽工业大学毕业设计（论文）说明书共32页第1页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊摘要本课题研究以低压电网无功补偿改造为背景，研制了一种360KVAR无功功率补偿装置，该装置以实时的电网监测数据为依据，采用动态补偿的方式，投切、分段时按国家有关规定限制涌流，补偿断电源功率因数不低于0.95，自动补偿电网中的无功损耗，提高功率因数，降低线损，从而提高电网的负载能力和供电质量。装置采用JKL2B—12系列无功功率自动补偿控制器，取样物理量为无功电流，交流采样抗电网高次谐波干扰，提取基波电力参数控制投切电力电容器来提高功率因数。电容器接触器则采用CJ19-63/21系列，该接触器带有抑制涌流装置，能有效的减少合闸涌流对电容的冲击和抑制开断时的过电压。关键字：无功补偿，低压,控制器，接触器，电力电容器安徽工业大学毕业设计（论文）说明书共32页第2页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊AbstractWhatthisarticlestudiesisbasedonthealterationofreactivepowercompensationoflowvoltage,thendevelopeda360KVARreactivepowercompensationdevice.Thedevicebasedonthemonitoringdataofthegridinrealtime,theuseofdynamiccompensationbasedonthewaywhencutting,subsection,throwinginaccordancewithrelevantstateregulationslimitinrushcurrent,powerfactorcompensationoffpowernotlessthan0.95automaticallycompensatereactivepowerlossinthegrid,improvingpowerfactor,reducelineloss,soastoimprovetheloadcapacityandpowersupplyquality.DeviceusesJKL2B-12seriesofreactivepowerautomaticcompensatingcontroller,samplingparametersforreactivecurrentpowerresistance,acsampleHHGinterference,extractionbasewavepowerparametercontrolelectricpowercapacitortocastcutincreasepowerfactor.CapacitorcontactorhasadoptedCJ19-63/21series,thiscontactorwithrejectinrushcurrentdevice,itcaneffectivelyreducetheimpactofcapacitancegushedoffwhenopencircuitandinhibitionofovervoltage.Keywords:reactivepowercompensation,lowvoltage,controller,contactor,electricpowercapacitor安徽工业大学毕业设计（论文）说明书共32页第3页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录摘要...................................................................1Abstract...............................................................2目录...................................................................3第1章绪论............................................................41.1研究背景......................................................41.2无功补偿的发展状况............................................41.3本文的研究内容................................................6第2章无功补偿的原理..................................................82.1无功补偿的原理................................................92.2低压电网中的几种无功补偿方式.................................112.3确定补偿容量的几种方法.......................................112.3.1从提高功率因数需要确定补偿容量...........................112.3.2从降低线路有功损耗需要来确定补偿容量.....................122.3.3从提高运行电压需要来确定补偿容量.........................122.4低压无功补偿装置的选择应注意的问题............................132.4.1按投切方式分类...........................................132.4.2控制器的选型.............................................152.4.3电容器投切开关的选型.....................................162.4.4电容器的选型.............................................17第3章360kVar低压无功功率补偿装置的设计.............................183.1低压无功补偿装置功能要求......................................183.2低压无功补偿装置的原理图.....................................193.3控制器.......................................................213.4接触器.......................................................233.5电容器.......................................................253.6电抗器.......................................................263.7控制策略.....................................................263.8投切方式.....................................................273.9装置接线图...................................................27总结..................................................................30致谢..................................................................31参考文献..............................................................32安徽工业大学毕业设计（论文）说明书共32页第4页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第1章绪论1.1研究背景目前，我国的电网，特别是广大的低压电网，普遍存在功率因数较低、电网线损较大的情况。导致此现象的主要原因是众多的感性负载用电设备设计落后，功率因数较低。比如我国的电动机消耗的电能占全部发电量的70%，而由于设计和使用等方面的原因我国电动机的功率因数往往较低，一般约为70.0cos。在这种情况下，采用无功补偿节能技术，对提高电能质量和挖掘电网潜力是十分必要的，世界各国都把无功补偿作为电网规划的重要组成部分。从我国电网功率因数和补偿深度来看，我国与世界发达国家有不小差距。因此大力推广无功补偿技术是非常必要的，并且从以下数据，我们也能看出发展无功补偿所能带来的巨大经济效益。2007年，我国年总发电量为32559亿千瓦时，统计线损率为8.77%，但是这个数字没有包含相当大的110千伏、35千伏、10千伏的输电线损及0.38千伏的低压电网线损。据报道，估计实际的统计线损率约为15%，即2007年全国年线损量约为4800亿千瓦时。设全国的理论线损与统计线损相一致，其中可变线损约占理论总线损的80%，则年可变线损电量约为3900亿千瓦时。设当前全国电力网总负荷的当前功率因数85.0cos，采用无功功率补偿后，把电力网总负荷的功率因数提高到95.0cos，则每年可以降低线损约为390亿千瓦时，按0.5元每千瓦时计，价值约为185亿元。设2007年全国电网的最大负荷利用小时数为5000小时，则电网的最大负荷约为2亿千瓦，当用无功功率补偿法把功率因数85.0cos,提高到95.0cos，全国电网需总补偿容量约为0.58亿千瓦。当前无功功率补偿装置设备主要为电力电容器，设无功补偿设备每千瓦的平均综合造价为50元，则全国无功补偿装置的总投资约为29亿元。应当指出，节省240亿千瓦时约相当于一座400万千瓦火电厂的年发电量，而建一座400万千瓦的火电厂需综合费用约为300亿元，同时每年需燃烧煤约为1200万吨，每年产生2CO,2SO等有害物质约为600万吨。由此可见，产生相同的电力，无功补偿的费用约为新建电厂费用10%，而且无功补偿设备的费用仅需两个月的无功功率补偿的将损节电费用即可全部收回。综上所述，无功补偿不仅具有如上所述的节省投资、节省电力、节省燃煤及污染等作用，同时还可以提高电力系统设备的供电能力，改善电压质量，减少用户电费开支，延缓用户的增容改造等作用。1.2无功补偿的发展状况近20年来，世界各地（包括美国、法国、意大利、英国、俄罗斯、日本等国）发生的由电压稳定和电压崩溃引发的大面积停电事故引起了各国的高度重视。持续了短短72小时的8.14美加大停电给美国造成了巨大的经济损失和社会影响，这次事故提醒人们，电网运行要有足够的无功备用容量，无功不能靠远距离传输，在电力市场环境下，必须制定统一的法规以激励独立发电商和运营商从维护整个系统安徽工业大学毕业设计（论文）说明书共32页第5页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安全性的角度提供充足的无功备用。在我国也曾多次发生电压崩溃事故，如1993年和1996年南方电网的几次事故，这些事故都促使人们采取各种措施以维持电网稳定。早期的无功补偿装置为并联电容器和同步补偿器，多用在系统的高压侧进行集中补偿。至今并联电容器仍是一种主要补偿方式，应用范围广泛，只是控制器在不断的更新发展。同步补偿器的实质是同步电机，当励磁电流发生改变时，电动机可随之平滑的改变输出无功电流的大小和方向，对电力系统的稳定运行有好处。但同步补偿器成本高，安装复杂，维护困难，使其推广使用受