大功率整流系统节能分析与电能计量方法

【摘要】：《“十二五”节能减排综合性工作方案》的出台，预示着未来五年内我国工业将在节能减排上面临更高的要求和更大的压力，特别是高能耗行业，更是“节能减排”的重点实施对象。高能耗行业大多采用大功率整流装置，这些非线性器件在运行中产生大量的谐波，并注入电网。然而我国现有的电能计量方法不够准确，不能为谐波的“排放”提供实质性的惩治依据。围绕现存的问题，本文开展了研究工作，主要体现在以下四个方面： 首先，介绍常用的大功率整流系统及其主要组成部分，分析常用整流变压器的等效电路，研究感应型谐波屏蔽整流变压器的原理并推导其等效电路，进一步分析基于此滤波技术的新型大功率整流系统及其在谐波治理上的优点。 其次，分析常用的三种电能表的工作原理及其优缺点，深入研究谐波功率的方向问题并总结其相关特性。根据谐波功率方向的特性探讨了其对现有三种计量方式的影响，比较后指出基波计量方法较为合理，并以此计量为标准，提出一种改进的电能计量表和惩治谐波源用户的初步方案。 然后，结合前期研究工作，建立新型大功率整流系统的等值电路，并在此电路上分析了系统各部件的能耗情况，从谐波功率的角度透释节能的机理。利用Matlab/simulink仿真软件建立新型大功率整流系统仿真模型，并模拟了投、切滤波器的两种工况。仿真表明该系统拥有良好的滤波性能和无功补偿的效果，在节能方面也表现突出。 最后，通过工程实测新型大功率整流系统，结合基波计量方法，从数据上证实了新系统能提高系统效率、系统功率因数和整流变压器效率，在减少系统总能耗及治理谐波方面的优势突出。 【关键词】：大功率整流系统 谐波治理 能耗 节能 电能计量
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM461
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题研究背景及意义9-11
• 1.1.1 研究背景9-10
• 1.1.2 课题来源10
• 1.1.3 课题研究的意义10-11
• 1.2 大功率整流电源国内外现状与发展11-14
• 1.2.1 国内外整流装置的发展11-12
• 1.2.2 整流电源的主要问题12-14
• 1.3 本课题研究主要内容14-15
• 第2章 大功率整流系统与装置15-30
• 2.1 大功率整流系统概述15-16
• 2.1.1 大功率整流装置的特征15
• 2.1.2 大功率整流装置的调压方式和联结型式15-16
• 2.2 传统大功率整流供电系统16-24
• 2.2.1 常规整流变压器原理18-21
• 2.2.2 整流系统主拓扑21-23
• 2.2.3 同相逆并联技术23-24
• 2.3 新型大功率整流供电系统24-29
• 2.3.1 新型整流变压器原理24-27
• 2.3.2 新型整流变压器等效电路27-28
• 2.3.3 新型大功率整流系统接线方案28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 大功率整流系统电能计量30-41
• 3.1 常用的电能计量的装置30-34
• 3.1.1 电磁感应式电能表30-32
• 3.1.2 电子式电能表32-33
• 3.1.3 基波电能表33-34
• 3.2 计及谐波功率的电能计量34-39
• 3.2.1 谐波功率方向的研究34-36
• 3.2.2 谐波功率对计量的影响36-38
• 3.2.3 改进的电能计量措施38-39
• 3.3 本章小结39-41
• 第4章 新型大功率整流系统的能耗与节能分析41-62
• 4.1 新型大功率整流等效电路建模41-45
• 4.1.1 等值电路模型41-42
• 4.1.2 参数计算42-45
• 4.2 系统能耗分析45-47
• 4.3 新型大功率整流系统仿真研究47-51
• 4.3.1 仿真模型建立47-49
• 4.3.2 结果分析49-51
• 4.4 基波计量方式在新型整流系统中应用研究51-56
• 4.4.1 实际系统介绍51-53
• 4.4.2 新型整流系统功率计量及分析53-56
• 4.5 整流系统节能方法56-59
• 4.6 新旧系统改造对比59-60
• 4.7 本章小结60-62
• 结论与展望62-64
• 参考文献64-68
• 附录 A 攻读学位期间发表的学术论文目录68-69
• 致谢69-71

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