低压无功功率补偿装置毕业论文

毕业设计报告（论文）

报告（论文）题目：低压无功功率补偿装置 作者所在系部： 电子与控制工程学院 作者所在专业： 电气自动化技术专业 作者所在班级： 00000 作 者 姓 名 ： 林某某 作 者 学 号 ： 20143024203 指导教师姓名： 王某某 完 成 时 间 ： 2017年6月1日

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北华航天工业学院电子工程系

毕业设计（论文）任务书

姓 名： 林木森 专 业： 指导教师： 王宏宇 职 称： 毕业设计（论文）题目： 低压无功功率补偿装置 设计目标： 集无功补偿与电网监测于一体，不但可以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；同时还能够实时监测电网的三相电压、电流、功率因数等运行数据。 技术要求： 1． 具备过压、欠压、缺相、谐波超限、过载、断路等保护功能。 2． 补偿效果良好，可以提高功率因数。 3． 具备电压监测、负荷监测、谐波监测功能。 4． 不会产生谐波注入，可靠性高。 电气自动化技术 教授 班 级： 14242 学号： 20143024203 完成时间： 2017年6月1日 所需仪器设备： 计算机一台、Auto CAD软件 ，Altium Designer、天正电气…… 成果验收形式： 原理图 参考文献： 《模拟电子技术基础》、《数字电子技术基础》、《电子系统设计》、《供配电技术》、《电力电子技术》 时间 安排 1 5周---6周 2 7周---8周 立题论证 方案设计 3 9周---13周 4 14周---16周 仿真调试 成果验收 指导教师： 教研室主任： 系主任：

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中文摘要

本课题研究以低压电网无功补偿改造为背景，研究低压无功功率补偿装置，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PQC—100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

I

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目 录

中文摘要................................................................Ⅰ 目录....................................................................Ⅱ 第1章 绪论.............................................................1 1.1 研究背景.......................................................1 1.2 无功补偿的发展状况.............................................3 1.3 本文的研究内容.................................................3 第2章 无功补偿的原理...................................................4

2.1 无功补偿的原理.................................................4

2.1.1 无功功率....................................................4 2.1.2功率因数....................................................4 2.1.3无功补偿....................................................4 2.2 无功补偿的作用..................................................5 2.2.1 提高电压质量................................................5 2.2.2 提高变压器的利用率，减少投资................................6 2.2.3 减少用户电费支出............................................6 2.2.4 提高电力网传输能力.........................................6 2.3低压电网中的几种无功补偿方式....................................7 2.4补偿容量的计算..................................................8 2.5低压无功补偿装置的选择应注意的问题..............................9 2.5.1 控制器的选型...............................................9 2.5.2电容器投切开关的选型.........................................10 2.5.3电容器的选型.................................................11 第3章 低压成套无功功率补偿装置的工艺...................................12 3.1 低压无功补偿装置的原理图........................................13 3.2 低压无功补偿装置的主要元器件....................................14 3.2.1 工艺检验准...................................................14 3.2.2 元器件及其测 ................................................16 总结....................................................................20 参考文献................................................................21 致谢....................................................................22

II

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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cos??0.70。

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cos??0.85，采用无功功率补偿后，把电力网总负荷的功率因数提高到cos??0.95，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195亿元。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cos??0.85,提高到cos??0.95，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CO2,SO2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。

国家在大力倡导建立节约型社会，从国家到地方已明确的下达了各种节能指标。节能、节电事业正在蓬勃的发展，这是一股强大的潮流。在所有电力节能产品中，首

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1.2 无功补偿的发展状况

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