电力系统谐波测试分析机理与治理技术研究

摘要

随着工业生产和电力电子技术的飞速发展，在钢铁、冶金、石油、化工等工业领域，电气设备、电力电子变换装置日益普及。变频装置、整流装置等非线性负荷的接入，给电网中注入了大量的电力谐波。电力谐波干扰导致电气设备异常和事故有逐年增长的趋势，电力系统谐波已成为威胁电力系统和其它用电负荷安全运行的“电力公害”。 本文结合国内大型钢铁行业的电力系统及各类用电设备的实际情况，概述了电力系统谐波产生的原因，谐波源，分析了电力系统谐波对电力系统和生产用电设备可能带来的危害，说明了对电力系统谐波进行检测与综合治理的必要性和意义。 针对钢铁行业电网电力谐波的产生背景及状况，通过对国内外电力谐波抑制的主要技术和现行各种电力谐波治理技术的对比分析，通过对该行业电力系统谐波综合治理装置从装置构成、控制策略、控制原理和技术实现等方面的深入研究，探索适用于钢铁行业电力系统谐波测试分析机理及其治理技术，提出了一种基于波形的统一补偿原理，即将电网中无功电流、谐波电流和负序电流看成一种“畸变波形”分量，采用无源补偿与有源补偿相结合的电力谐波综合治理技术对电力系统谐波集中进行补偿。为钢铁行业今后的电网改造、设备选型、及电力系统设计及管理提供了科学的依据。 实验和研究表明，该抑制和补偿措施对于改善电网品质是一种有效和性能优良的方法。该方法有效地减少了干扰性负荷的影响，提高了钢铁行业电力系统的供电质量，减少了系统运行故障，减少了谐波对电力系统和用电设备的影响，保障了电网和用户的安全，确保了生产正常进行，降低了企业的经济损失。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1引言

1.2国内外研究现状

1.2.1国外研究现状

1.2.2国内研究现状

1.3本课题的研究目的、意义和内容

1.3.1研究目的

1.3.2研究意义

1.3.3研究内容

2电力系统谐波及危害

2.1电力系统的谐波问题

2.1.1电力谐波

2.1.2电力系统中谐波产生的主要原因

2.1.3电力系统中的主要谐波源

2.2电力系统谐波的危害

2.2.1对输电线路的影响

2.2.2对变压器的影响

2.2.3对电力电容器的影响

2.2.4对继电保护、自动装置的影响

2.2.5对旋转电机的影响

2.2.6对测量仪表的影响

2.2.7对计算机和通信设备的干扰

2.2.8对其它用户设备的影响

3电力系统谐波测量及抑制技术分析

3.1电力谐波测量技术

3.1.1电力谐波常用检测方法

3.1.2测试仪器

3.2电力谐波抑制技术分析

3.2.1主动型谐波抑制技术

3.2.2被动型谐波抑制技术

4钢铁企业电力网电能质量分析

4.1供电系统概况

4.1.1电力系统基本情况

4.1.2电力系统中主谐波源谐波状况分析

4.2 35KV电力网电能质量测试

4.2.1电能质量国家标准中的指标说明

4.2.2电能质量测试算法和测试数据分析

4.3 35KV电力网电能质量分析

4.3.1电压谐波

4.3.2电流谐波

4.3.3功率因数

5基于波形补偿原理的无功补偿技术

5.1基于波形补偿原理的无功补偿技术原理

5.1.1补偿原理及框架

5.1.2数字PWM调制方法

5.2补偿技术实现

5.2.1逆变主电路及其工作方式

5.2.2控制方式及控制策略

5.2.3补偿装置硬件实现

6试验分析

6.1基波无功补偿

7结论

致谢

参考文献

附录攻读硕士学位期间发表论文及科研情况

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