高压大容量磁控开关无功补偿装置研究

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1、分类号学号M201271273学校代码10487密级硕士学位论文高压大容量磁控开关无功补偿装置研究学位申请人：裴浩学科专业：电气工程指导教师：孙剑波副教授陈乔夫教授答辩日期：2015年5月17日AThesisSubmittedinPartialofFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchonHigh-voltageLarge-capacityMagnetic-controlledSwitchReactivePowerCompensationDeviceCandidate:P

2、eiHaoMajor:ElectricalEngineeringSupervisor:Prof.SunJianboProf.ChenQiaofuHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担

3、。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要随着我国工业的不断发展，工矿企业负荷对电网电能质量的影响越来越受到人们的关注。工业用电

4、中存在着很多感性负荷，这些感性负荷需要消耗大量的无功功率，且负荷的波动较大，因此给这样的用电负荷进行动态无功补偿对电网电压和电能质量都有着重要的意义。此外，随着太阳能、风能等新能源的快速发展和应用，其发电量不恒定、易产生谐波、对无功功率有需求的特点，使新能源发电对动态无功补偿也有很大的需求。在35kV高压配电领域，不论是传统的SVC还是新颖的SVG补偿设备，都需要采用多阀组级联的方式才能运行，级联数甚至达到40以上，这大大降低了设备运行的可靠性。为此，本文以多绕组变压器模型为基础，设计了一种新的动态无功补偿装置。该装置将晶闸管和多绕组变压器相结合，构成投切电容器的开关组

5、件，即磁控开关。这种新的无功补偿方式既可以满足高电压等级下的直接补偿，又实现了单台装置大容量补偿。文章中详细介绍了磁控开关无功补偿装置的补偿支路设计、硬件结构和控制系统。以可编程控制器为核心的控制系统会对母线采样信号、保护信号、器件运行情况等做出逻辑判断，并发出相应指令，使装置能够安全可靠地自动运行。针对这样的设计，文章通过仿真验证和样机实验两个阶段对设计方案进行了测试和验证。其中，仿真验证部分采用EMTDC/PSCAD电磁暂态软件进行电路搭建，并对装置阻尼电阻和晶闸管同步触发问题进行了相应的研究。在此基础上，研制了35kV-2100kVar实验样机，并对装置的空载合闸

6、、投入补偿和退出补偿进行了多次实验。实验结果证明装置具有结构简单、运行可靠、过渡过程短暂而平稳、不产生谐波等特点。关键词：无功补偿，多绕组变压器，磁控开关，高压，大容量I华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththecontinuousdevelopmentofindustryinourcountry,theinfluenceofpowerqualityfromtheloadsofindustrialandminingenterprisesisgettingmoreandmoreattention.Industrialelectricityincludesalo

7、tofinductancefluctuationload,whichneedsconsumealargeamountofreactivepower.Therefore,applyingdynamicreactivepowercompensationtotheseelectricalloadshasgreatsignificanceforgridvoltageandpowerquality.Besides,newenergypowerhasthecharacteristicofnon-constantload,harmonicgenerat