贺益康电力电子技术答案

贺益康电力电子技术答案【篇一：电力电子技术在电力系统无功补偿中的应用研究】class=txt>???分类：企业管理作者：陈远字数：4272摘要：介绍了无功补偿技术在电力系统的发展情况。将从无功补偿新技术、控制器、电容接线方式及投切开关等方面对无功补偿技术的发展现状作一简述。关键词：电力系统；无功补偿，电力电子技术0引言电能从发电厂送到用户要经过输电、变电、配电等环节，当电流通过这些环节时要产生有功和无功损耗。无功功率是建立交流电、磁场而需的功率，无功功率同有功功率一样，是保证电力系统电能质量以及安全运行所不可缺少的部分。在有功功率不变的情况下，无功功率的存在会使功率因数降低，视在功率增大，从而需要增大发、输电设备的容量，增加投资和电力损耗，增加运行费用，输电线路压降变大，不利于电力的输送与合理应用。降低电能损耗，减少无功功率，采用无功补偿是最方便、经济有效的方法之一。1无功补偿的新技术低压补偿箱和补偿柜的技术改进和新技术应用归纳起来主要有以下几方面：(1)采用智能型自动控制器，根据无功功率确定补偿容量而克服了根据功率因数补偿的一些缺点。有些控制器还运用一些先进的算法，综合考虑无功功率和功率因数，控制补偿系统的运行。(2)由三相共补到分相补偿。以求达到更理想的补偿效果。由于单相用电负荷的比例增加，三相不平衡程度增大，所以需要根据三相无功功率不平衡的情况，分相补偿。(3)由单一的无功补偿发展为同时具有滤波及抑制谐波功能的补偿装置。由于很多高级设备对电能的质量要求很高，而且有些补偿装置本身就会产生高次谐波，所以以前是单独采用滤波装置来消除高次谐波，但这往往增大了成本。现在的无功补偿装置，就把这两种功能结合在一起，尽量减少因为无功补偿而给电网带来的“污染”(4)从采用交流接触器进行投切，到选用晶闸管开关电路进行投切，以及发展为等电压投、零电流切的最佳投切模式。关于投切方式，后文将作详细的讨论。(5)将低压无功补偿的功能纳人配电综合测试仪、箱式变电站、变台多功能箱、落地式封闭变台等设备的低压部分。现在的配电箱功能都很齐全，而且由于有些地方的电力部门对减少无功功率使用方面有一套奖励措施，所以很多用户都希望加装补偿器。所以这种新方法可以使配电箱功能更齐全，更容易管理。2补偿控制器2.1功率因数控制功率因数控制就是以功率因数满足要求为控制目标，使电网的功率因数满足要求。功率因数式控制器通过对电网的电压、电流进行采样检测，分析计算当前的功率因数值，用当前的功率因数值与设定的投切门限值进行比较，以确定是否投人、切除电容器，还是保持现有状态不变。假设补偿前的功率因数cos0.9。当将投人门限设定为cosa=0.9，控制器检测到当前的功率因数值小于0.9时，发出指令，投人一电容器组进行补偿。如果补偿后的功率因数cos0时，即无功功率向上级电网倒送，控制器便发出指令，切除一电容器组。当检测到的功率因数介于0.9和1.0之间时，则不论实际的无功功率值是多少，都保持当前的补偿状态不变。由于功率因数值是一个比例值，因此在重负荷或轻载时，补偿效果较差。重负荷时，虽然功率因数满足0.9—1的要求，但电网所需的无功功率仍然很大，而电容无法投人电网进行补偿，最终达不到理想的降损节能效果。功率因数控制的另一个问题是轻载下的投切振荡。轻载时，功率因数较低，当无功功率小于1组电容器的补偿容量时，按照补偿原理将投人1组电容器，补偿的结果是得到了超前的功率因数。功率因数只要超前，就要立即切除一组电容器，而切除1组后功率因数又不够，因此形成振荡。2.2无功功率控制控制器以无功功率为控制对象，如果无功功率大于1组电容器的补偿容量，则投人电容器组，当由上级电网输送来的无功功率小于1组电容器容量时，将不投人电容器组。如果当无功功率向上级电网倒送时，则切除1组电容器。这种补偿方法将会使电网中的无功功率(无功电流始终保持在一个较低的水平上，因此，不会出现功率因数控制方式的弊端。选用无功功率无功电流控制方式比功率因数控制方式优越。2.3检测点的设置方案检测点的设置有两种选择方案：(1)控制器输人电压和电流的检测点设在补偿装置的前端。如图1中的a点处。(2)检测点设在补偿装置的后端如图中的b点处。检测点a由于不能直接检测负载的无功功率，不易实现多组电容器的一次快速投切，通常采用逐级渐进的投切方式，较慢地达到应补偿值，因此仅适用于负载运行较平稳，无大容量冲击负载，不需要快速动态补偿的场合。如接于检测点，其优点是仅根据负载的q和iq测得值，决定电容器投人组数，是一种只管投切，不控制补偿后实际效果的控制方式，其优点是控制方式简单，可一次投切多组电容器、缺点是静态补偿的精度较差。而现在有些控制器在a、b两点都设置检测点，通过微机算法处理，再来控制电容器的投切。3并联电容器的投切开关3.1用交流接触器投切传统的补偿柜，都是采用交流接触器作为并联电容器的投切开关，迄今仍有沿用。其缺点是：(1)投人电容时产生倍数较高的涌流，容易在接触器的触点处产【篇二：三相交流电压】计内容及要求.................................................................21.1设计内容方法与步骤............................................................21.2设计的要求............................................................................2第二章电路的分析及比较...............................................................22.1单相交流调压........................................................................22.2三相交流调压仿真基础........................................................32.3三相交流调压电路的设计比较...........................................5第三章三相交流调压电路的设计.................................................63.1三相调压电路的原理分析...................................................73.2三相调压电路器件的选择...................................................83.3触发电路模块设计...............................................................8第四章电路在matlab的仿真.........................................................94.1仿真电路图............................................................................94.2仿真结果..............................................................................11第五章matlab仿真结果分析........................................................16第六章设计心得.............................................................................17参考文献...........................................................................................18第一章设计内容及要求1.1设计内容方法与步骤1.熟悉单相交流调压电路工作的原理；2.根据单相交流调压电路的原理，设计三相交流调压电路；3.在matlab/simulink中搭建三相交流调压电路的仿真模型；4．通过脉冲宽度调制技术得到触发脉冲，并提供给主电路进行仿真调试；5.对所设计的两种三相调压电路进行比较。1.2设计的要求第二章电路的分析及比较2.1单相交流调压所谓交流调压就是将两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，在每半个周波内通过控制晶闸管开通相位，可以方便的调节输出电压的有效值。电路图如下：图1-1单相交流调压电路图对单相交流调压电路波形的分析可知，正、负半周起始时刻（?=0），均为电压过零时刻。在?t??时，对vt1施加触发脉冲，当vt1正向偏置而导通时，负载电压波形与电源电压波形相同；在时，电源电压过零，因电阻性负载，电流也为零，vt1自然关断。在时，对vt2施加触发脉冲，当vt2正向偏置而导通时，负载电压波形与电源电压波形相同；在?t?2?时，电源电压过零，vt2自然关断。2.2三相交流调压仿真基础交交变流包括交流调压和交-交变频。交流调压是指不改变交流电压的频率而只调节电压的大小的方法。交-交变频是通过电力电子电路的开关控制将工频三相交流电改变为其他频率的单相或三相交流电，也称直接变频器和周波变流器，一般交-交变频器在改变频率的同时也调节电压的大小。原理：两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，通过对晶闸管的控制来控制电路。交流调压线路有采用晶闸管器件的相位控制和采用全控元件的pwm控制两种方式，这里主要介绍晶闸管相位控制的交流调压。调压器输出电压和电流的正负半周是不连续的，在这范围内调节控制角，负载的电压和电流将随之变化。调压器输出处于失控状态，即虽然控制角变化，但负载电压不变，且是与电源电压相同的完整正弦波。这是因为阻感负载电流滞后于电压，因此如果控制角较小，在一个晶闸管电流尚未下降到零前，另一个晶闸管可能已经触发（但不能导通），一旦电流下降到零，如果另一个晶闸管的触发脉冲还存在，则该晶闸管立即导通，使负载上电压成为连续的正弦波，出现失控现象。正2.3三相交流调压电路的设计比较常用的三相交流调压线路有yn型，y型，负载三角型，晶闸管三角型，半控y型等几种典型电路。交流调压技术大都采用工作在交流开关状态”的晶闸管，其实质是在恒定交流电源与负载之间接入晶闸管作为交流电压控制器。交流调压大多以相位控制方式为主，该方式是作为开关的晶闸管在每个电源电压波形周期的选定时刻将负载与电源接通，根据选定时刻的不同可得到不同的输出负载电压，从而起到调压作用。采用晶闸管组成的交流调压器及可控整流装置等，以其设备体积小、损耗小、电路及控制较简单、响应快、价格低廉、可靠性高、使用和维护方便等优点，而被广泛应用于工业及日常生活电气设备中，取代了笨重、价高和性能差的调压变压器或串接饱和电抗器等。本文在matlab仿真环境下，运用simulink电力系统工具箱的各种元件模型建立三相交流调压电路的仿真模型，并对其进行仿真研究。在此我对三相yn型和三相y型电路作一定的比较分析。三相交流调压yn型电路（图2-2）的特点是实际上为三个单相调压的组合。只需有一个晶闸管导通，负载上就有电【篇三：三相晶闸管交流调压电路的设计与仿真】帆文摘贺益康电力电子技术答案)1设计任务及分析....................................................................................................................11.1电路设计任务...................................................................................................................11.2电路设计的目的........................................................................................................12.1主电路的原理分析....................................................................................................23matlab建模与仿真...........................................................................................................53.2参数设置....................................................................................................................63.3仿真结果及分析........................................................................................................7总结...........................................................................................................................................8参考文献...................................................................................................................................9三相晶闸管交流调压电路的设计与仿真1设计任务及分析1.1电路设计任务（1）用simulink设计系统仿真模型；能够正常运行得到仿真结果。（）比较理论分析结果与仿真结果异同，总结规律。（）设计出主电路结构图和控制电路结构图。（）根据结构图设计出主电路图和控制电路图，对主要器件进行选型。1.2电路设计的目的电力电子装置及控制是我们大三下学期学的一门很重要的专业课，课本上讲了很多电路，比如各种单相可控整流电路，斩波电路，电压型逆变电路，三相整流电路，三相逆变电路，等各种电路，通过对这些电路的学习，让我们知道了如何将交流变为直流，又如何将直流变为交流。并且通过可控整流调节输出电压的有效值，以达到我们的目的。而本次三相交流调压电路的设计与仿真，我们需要用晶闸管的触发电路来实现调节输入电压的有效值，然后加到负载上。本次课程设计期间，我们自己通过老师提供的matlab仿真技术的资料和我们在网上搜索相关的资料，到图书馆查阅书籍，以及同学之间的相互帮助，让我们学到了很多知识。通过对主电路的设计与分析，对晶闸管触发电路的设计与分析，了解了他们的工作原理，知道了该电路是如何实现所要实现的功能的，把课堂所学知识运用起来，使我更能深刻理解所学知识，这让我受益匪浅。通过写课程设计报告，电路的设计，提高了我的能力，为我以后的毕业设计以及今后的工作打下了坚实的基础。2主电路的设计2.1主电路的原理分析根据三相联结形式的不同，三相交流调压电路句有多种形式。本次仿真主要是对星形联结电路的工作原理和特性进行分析。图1三相三线负载星型联结交流调压电路2.2主电路器件的选择三相交流调压器的主电路中所用到得器件主要有220v三相交流电源，6个反并联的晶闸管，还有三个电阻负载。其中6个反并联的晶闸管可用三个双相晶闸管代替，也可以用一个串联谐振代替2个反并联的晶闸管。晶闸管的选择：1选择正反向电压可控硅在门极无信号，控制电流ig为0时，在阳一一阴(k)极之间加正向电压，(j2)处于反向偏置，所以，器件呈高阻抗状态，称为正向阻断状态，若uak增大而达到一定值，可控硅由阻断突然转为导通，这个ubo值称为正向转折电压，这种导通是非正常导通，会减短器件的寿命。所以必须选择足够正向重复阻断峰值电压udrm。在阳一一阴极之间加上反向电压时，器件的第一和第三pn结(j1和j3)处于反向偏置，呈阻断状态。当加大反向电压达到一定值urb时可控硅的反向从阻断突然转变为导通状态，此时是反向击穿，器件会被损坏。而且ubo和urb值随电压的重复施加而变小。在感性负载的情况下，如磁选设备的整流装置。在关断的时候会产生很高的电压(∈=-ldi/dt)，如果电路上未有良好的吸收回路，此电压将会损坏可控硅器件。因此，器件也必须有足够的反向重复峰值电压urrm。可控硅在变流器如电机车中工作时，必须能够以电源频率重复地经受一定的过电压而不影响其工作，所以正反向峰值电压参数udrm、urrm应保证在正常使用电压峰值的2-3倍以上，考虑到一