【正文】 本設(shè)計能夠順利的完成，也要感謝各位電控學(xué)院的所有領(lǐng)導(dǎo)及老師，正是有了你們的耐心教導(dǎo)，使我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設(shè)計中得以體現(xiàn)。在這里我要衷心感謝我的輔導(dǎo)老師XX老師對我的畢業(yè)設(shè)計及這篇論文的細心指導(dǎo)。目前在輸電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)中應(yīng)用的靜止無功補償器多半是這些補償器及其變型或組合。解決配電網(wǎng)三相不平衡問題的根本方法是中相補償方式。電壓互感器引起的鐵磁諧振使系統(tǒng)三相電壓不平衡，并三相電壓值很高，影響系統(tǒng)設(shè)備的安全運行。這些起因的提出，開辟了電網(wǎng)運行維護的新思路，為電力工作者后續(xù)研究提出了新起點。三相不平衡度超出規(guī)程將使電網(wǎng)及用戶的電力設(shè)備損耗增大，故障率增加，壽命縮短，影響設(shè)備的正常工作，影響繼電保護及自動裝置正確動作，使計量產(chǎn)生偏差，以及對通信系統(tǒng)干擾等。因此中性點經(jīng)消弧線圈接地的配電網(wǎng)中，在外部激發(fā)的條件下，可能發(fā)生并聯(lián)諧振，引起系統(tǒng)不平衡度增加。（2）仿真分析 MATLAB仿真電路圖當(dāng)中性點直接接地時，： 電流波形圖當(dāng)加裝消弧線圈后，： 電流波形圖 由加裝消弧線圈前后示波器scope1所得的電流波形圖可以看出：未加裝消弧線圈時，故障相電流異常大；再加裝消弧線圈之后，電流恢復(fù)正常。消弧線圈的鐵芯留有間隙，填以絕緣紙板，以避免飽和。當(dāng)發(fā)生單相接地時，在接地點就有一個電感分量的電流通過，此電流和原系統(tǒng)中的電容電流相抵消，就可以減少流經(jīng)故障點的電流，因此稱之為消弧線圈。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時，開口三角繞組兩端電壓上升至100V，由于并接于其兩端的電阻器阻值還是較小，故其兩端近似于被短接，起到了改變電壓互感器參數(shù)作用。在電網(wǎng)正常運行時，電壓互感器二次側(cè)開口三角繞組兩端沒有電壓存在，或僅有極小的不對稱電壓。這樣既可防止電壓互感器發(fā)生磁飽和，又可預(yù)防電壓互感器鐵磁諧振過電壓的發(fā)生。甚至造成停電事故，導(dǎo)致供電可靠性差。裝設(shè)在該電網(wǎng)的電磁式電壓互感器，又是采用中性點直接接地的。不倫由何種原因引發(fā)的單相接地，其接地電阻值一般都比較大。在1035KV中性點不接地系統(tǒng)中，電壓互感器產(chǎn)生鐵磁諧振的條件有兩點：一是系統(tǒng)中產(chǎn)生“電磁振蕩”；二是電壓互感器在該“電磁振蕩”的激勵下產(chǎn)生磁飽和。如電源電壓暫時升高、系統(tǒng)受到較強烈的電流沖擊等；3）鐵磁諧振存在自保持現(xiàn)象。4)在配電線路上使用高一電壓等級的絕緣子,提高配電網(wǎng)絕緣強度。這些現(xiàn)象都嚴重影響了電力系統(tǒng)的正常運行，并且屬于事故性不平衡，應(yīng)設(shè)法避免其發(fā)生。發(fā)生單相故障主要有以下原因：1）導(dǎo)線斷線落地；2)裸導(dǎo)線在絕緣子中綁扎或固定不牢；3)風(fēng)過大使導(dǎo)線與建筑物距離過近；4)配電變壓器高壓繞組單相絕緣擊穿或接地；5)絕緣子擊穿；6)線路上的分支熔斷器絕緣擊穿；7)線路落雷；8)樹木通道不暢，導(dǎo)致樹接觸導(dǎo)線；9)鳥類等小動物的危害。： 電源模塊 對地電容 三相 變壓器 接地 集線器 測量電壓模塊 測量電流模塊 消弧線圈模塊 負荷模塊 示波器模塊： 仿真開始時間為0，采樣頻率為6000HZ。 MATLAB仿真模型的建立 本課題依據(jù)35kv線路的實際情況針對配電網(wǎng)單相接地、電壓互感器鐵磁諧振、中性點不接地及中性點經(jīng)消弧線圈接地這幾種情況對電力系統(tǒng)產(chǎn)生的三相不平衡問題進行詳細分析，根據(jù)電路、電力系統(tǒng)的原理搭建模型。由于線路導(dǎo)線離地面的高度一般比各相間的距離要大得多，某相導(dǎo)線與其鏡像間的距離（、）差不多等于它與其他相間的鏡像間的距離（、 ），因此，式（）分母第二項的值很小，在一般計算中可以略去。接下來，我們根據(jù)35KV配電網(wǎng)變電所線路的實際問題進行仿真， 變電所接線圖具體配置和參數(shù)及計算：線路：水平排列和三角排列交替出現(xiàn)，35KV線路長度為1030KM，中間沒有換向。 概述在前幾章中本文對三相不平衡分析方案及危害進行了必要的分析，對三相不平衡已經(jīng)有了一定的認識，為了進一步明確三相不平衡的起因，就必須對配電系統(tǒng)進行詳細的仿真分析。 △P= = =（kW）2)各相的線電流的有效值相等，而功率因數(shù)不等時附加線損的計算公式為： △P= ()某居民小區(qū)三相四線制供電線路之相電阻R=，中線電阻，實測各相電流為，中線電流，各項公因數(shù)為，求電流不平衡附加線損。 在三相四線制供電線路中，三相電流平衡時，線路功率損耗最小。 (2)附加力矩和振動 在不對稱負載時，由負序氣隙旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子激磁磁勢及由正序氣隙旋轉(zhuǎn)磁場與定子負序磁勢所產(chǎn)生的100 Hz的交變電磁力矩，將同時作用在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸以及定子機座上，引起100 Hz的振動。一般說來，隱極發(fā)電機的轉(zhuǎn)子溫升較凸極發(fā)電機的情況嚴重，因為其激磁繞組就嵌在整塊轉(zhuǎn)子的槽中，轉(zhuǎn)子的表面損耗所產(chǎn)生的熱量部分地影響到激磁繞組的散熱。(1)轉(zhuǎn)子附加損耗及發(fā)熱 發(fā)電機在不對稱運行時負序電流在氣隙中產(chǎn)生逆轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場，給轉(zhuǎn)子帶來了額外的損耗。 由于變壓器負載不平衡引起電壓不對稱，此時存在著正相序、負相序、零相序三個電壓分量，當(dāng)電動機投入運行后，負相序電勢就產(chǎn)生與正相序電勢相反的旋轉(zhuǎn)電勢，這個電勢起到制動的作用，由于正序電勢的磁場比負序電勢磁場大，電動機仍與正序磁場旋轉(zhuǎn)方向一致，但是由于負相序磁場的制動作用，使電動機輸出功率減少。由于變壓器內(nèi)部零序電流的存在就會在鐵芯中產(chǎn)生零序磁通，這些零序磁通就會在變壓器的油箱壁或其他金屬構(gòu)件中構(gòu)成回路。國標GB50052《供配電設(shè)計規(guī)范》、《變壓器運行規(guī)程》中都規(guī)定了Y/Y。 對三相不平衡運行的變壓器，由于其最大一相負載受到額定容量的限制，使最大輸出容量將大大降低，也就是說，降低了變壓器的利用率，同時，過載能力亦降低。引起以負序分量為起動元件的多種保護發(fā)生誤動作(特別是當(dāng)電網(wǎng)中同時存在諧波時)，對電網(wǎng)安全運行有嚴重威脅。(3)引起發(fā)電機的附加發(fā)熱和振動，危及安全運行和正常出力。MATLAB的優(yōu)勢：工作平臺編譯環(huán)境十分友好，編譯語言簡單易用，數(shù)據(jù)的計算處理能力十分強大，圖形處理能力強大，模塊集合工具箱應(yīng)用廣泛，程序的接口和發(fā)布平臺很實用，可以開發(fā)用戶界面。對于接于相間的單相負荷為（MVA）時，其所引起的不平衡度可用更為簡單的公式計算： *100％ （）事實上，已知單相電流I時，由式（）很易求得負序電流和I的關(guān)系為，于是 *100％≈*100％=*100％式（）的使用條件同式（）。確定G和H需給定兩算式 不平衡三相電壓坐標圖首先求△ABC的面積△,可得 △=HL= () 式中S=代入上式得 16△=(K+L+M)(K+L+M)(KL+M)(K+LM) =(所以 LH=2△=( ()再由直角△ABC和△ARB可得M和，二式相加則得即 （）最后根據(jù)式（）和式（）則有 （） 為簡化算式，令 將式（）和式（）代入上列和的算式，經(jīng)簡化可得三相電壓不平衡度的準確算式 （）及 ％ （）與此類似，三相電流不平衡度，也可用其相應(yīng)公式計算。電氣設(shè)備額定工況的電壓允許不平衡度和負序電流允許值仍由各自標準規(guī)定，例如旋轉(zhuǎn)電機按GB755《旋轉(zhuǎn)電機基本技術(shù)要求規(guī)定》。例如由兩個大小相等而互成二角的電動勢組成的不對稱二相系統(tǒng)，在電路對稱時就是平衡的。 可以證明，相數(shù)m﹥2的對稱系統(tǒng)一定是平衡的。因此，我們分析可以知道，要想降低壓配網(wǎng)的線損，必須采取有效的技術(shù)措施和管理措施，要盡量保證負荷的三相平衡，因為在低壓配網(wǎng)中，負荷的三相不平衡造成的線損是很大的。如果在低壓線路的相與相之間接入電容, 利用電容元件電壓與電流之間的相位關(guān)系, 改變各相電流的相位及大小, 則可以起到減小電流的負序分量及零序分量的作用, 從而降低三相電流的不平衡度、減小低壓配網(wǎng)中的電能損耗。除了采用與負荷并聯(lián)電容的補償方式外, 還可以在相間跨接電容。, 所以應(yīng)盡量將單相負荷用戶根據(jù)用戶數(shù)量、負荷類別、漏電情況等均衡地分配到A、B、C 三相上。 因此，只要把單相負荷用電戶均衡地分配到三相上，就能實現(xiàn)三相平衡。也可以裝置三相斷相保護器，當(dāng)任何一相斷相時，能立即切斷電源以消除三相不平衡。 綜上所述，調(diào)整三相負載使之趨于平衡，這是無需增加設(shè)備投資的最佳降損措施。但由于正序磁場比負序磁場要強得多，電動機仍按正序磁場方向轉(zhuǎn)動。所以三相負載不平衡運行時，將嚴重危及用電設(shè)備的安全運行。同時，配變在三相負載不平衡時運行，三相輸出電流不一樣，而中性線就會有電流通過。（5）影響用電設(shè)備的安全運行。運行中的配變?nèi)舸嬖诹阈螂娏鳎瑒t其鐵芯中將產(chǎn)生零序磁通。為此，配變在三相負載不平衡時運行，其輸出的容量就無法達到額定值，其備用容量亦相應(yīng)減少，過載能力也降低。配變的最大允許出力要受到每相額定容量的限制。配電變壓器是低壓電網(wǎng)的供電主設(shè)備，當(dāng)其在三相負載不平衡工況下運行時，將會造成配變損耗的增加。當(dāng)?shù)蛪弘娋W(wǎng)以三相四線制供電時，由于有單相負載存在，造成三相負載不平衡在所難免。通過電網(wǎng)技術(shù)改造，要真正使低壓電網(wǎng)線損達到12%以下，上述指標智能緊縮，不能放大。（3）三相負荷保持平衡是節(jié)約能耗、降損降壓的基礎(chǔ)。三相負荷嚴重不對稱，中性點電位就會發(fā)生偏移，線路壓降和功率損失就會大大增加。在現(xiàn)今形勢下，隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，低壓配電網(wǎng)的三相不平衡問題越來越突出，電力系統(tǒng)中所描述的低壓配網(wǎng)的三相不平衡主要是指三相負荷不平衡的現(xiàn)象，前面已有介紹，由于負荷由某相接入即單相負荷情況在低壓配電網(wǎng)中所占的比例很大，這導(dǎo)致了低壓配電網(wǎng)三相負荷分配在某種程度上的相對不平衡，因此，對低壓配電網(wǎng)的穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟性運行造成了一定的負面影響，這就是三相不平衡。只要是三相系統(tǒng)，就能分解出上述三個分量。則被稱為平衡或?qū)ΨQ的系統(tǒng)。(4)重點分析電壓互感器鐵磁諧振和消弧線圈并入電網(wǎng)對三相電壓的影響。(2)查找和分析三相不平衡問題產(chǎn)生的原因，分析單相接地、電壓互感器鐵磁諧振、中性點并入消弧線圈等對三相電壓電流的影響，通過M