大型企业中高谐波源设备对电机系统能耗影响的研究

摘要

大型企业为了节约能源、进一步提高效率，通常都会引进电力电子装置（如变频器、电容器组、调压设备等）来辅助生产。这些非线性装置一方面提高了系统的可靠性、降低了能耗，另一方面也给电网造成了谐波污染。因此，在研究企业节能的基础上，深入地分析由于节能措施引入的谐波源对电机系统造成的影响是十分必要的。
　　本文首先从大型企业电机系统节能入手，针对某水泥厂异步电动机整体负载率低，能源浪费严重的现象，提出了通过微调配电变压器分接头进行节能的整体调压方法;通过实例计算，证实了该方法的可行性和良好节能效果。然后以此为基础，提出了该厂的综合节能措施——风机变频和整体调压。
　　为了进一步研究节能效果及节能设备带来的谐波影响，本文以理论为依托，建立了电机系统各元件详细的基波及谐波模型;通过分析了谐波源的特性，提出了将变频器分为整流器、逆变器两部分研究的思想。并以水泥厂为研究对象，分别构建了基波网络和谐波网络，运用解耦算法求解了基波潮流和谐波潮流。结合潮流计算的结果，重点分析和研究了综合节能措施的实际效果、谐波电压的分布状况、谐波能耗及谐波谐振问题等。最后从改善谐波源的角度出发，提出了增加相数的主动治理方法，来减少谐波危害。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及研究意义

1．2 大型企业常用的节能措施

1．3 谐波的研究动态

1．3．1 谐波的数字特征

1．3．2 谐波潮流分析方法

1．3．3 谐波的抑制方法

1．4 电机系统的范畴

1．5 本文研究的主要内容和工作

第2章 大型企业综合节能措施的研究

2．1 企业原始资料分析

2．1．1 水泥厂生产规模

2．1．2 厂用配电系统及负荷分配概况

2．2 电机系统整体调压节能方法的研究

2．2．1 数学建模及编程仿真

2．2．2 实例计算

2．2．3 特例研究

2．3 节能措施的选择

2．4 本章小结

第3章 电机系统基波及谐波模型分析

3．1 高压侧电网的等效

3．2 系统各元件模型

3．2．1 旋转电机

3．2．2 变压器

3．2．3 输电线路

3．3 典型的谐波源

3．3．1 电力换流器

3．3．2 电弧型设备

3．4 本章小结

第4章 典型企业的电机系统谐波分析计算

4．1 系统潮流的主要算法

4．2 水泥厂配电系统的潮流计算

4．3 结果分析

4．3．1 综合节能效果

4．3．2 谐振问题

4．3．3 谐波分析

4．3．4 谐波治理及抑制措施

4．4 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢