110kV降压变电所电气二次部分设计.docVIP

毕业设计（论文）开题报告书 课 题 名 称 110kV降压变电所电气二次部分设计 学 生 姓 名 学 号 系、年级专业 电气工程系、08级电气工程及其自动化 指 导 教 师 2011年 12 月20 日 一、课题的来源、目的、意义（包括应用前景）、国内外现状及水平 1.课题来源、目的意义： 以开关电源为代表的各种电力电子装置给工业生产和社会生活带来了极大的进步，然而也带来了一些负面的问题。通常，开关电源的输入级采用二极管构成的不可控容性整流电路。这种电路的优点是结构简单、成本低、可靠性高，但缺点是输入电流不是正弦波。解决这一问题多的办法就是对电流脉冲的幅度进行抑制，使电流波形尽量接近正弦波，这一技术称为功率因数校正（Power Factor Corretion,PFC)技术。根据采用的具体方法不同，可以分成无源功率因数校正和有源功率因数校正两种。 无源功率因数校正技术电路中增加的无源元件一般体积都很大，成本也较高，并且功率因数通常仅能校正至0.8左右，而谐波含量仅能降至50%左右，难以满足现行谐波标准的限制。 有源功率因数校正技术采用全控开关器件构成的开关电路对输入电流的波形进行控制，使之成为与电源电压同相的正弦波，总谐波含量可以降低至5%以下，而功率因数能高达0.995，彻底解决整流电路的谐波污染和功率因数低的问题，从而满足现行最严格的谐波标准。 能源短缺和电力供应紧张是目前很多国家面临的问题。解决电力不足的问题单靠大量兴建电厂并不是唯一途径，而提高电气设备的功率因数即提高有效利用功率的百分比也是非常重要的环节。 提高离线系统的线路功率因数具有重要意义，具体表现在以下几个方面： (1)可以增加发电设备和变电设备发送的有功功率。减少无功功率，使电力电设备得到充分利用。 (2)能减小电力输送线路上的电流，节约铜材或铝材，降低输送线路上的电压降落和功率损耗，节约电能。 (3)在一定的供电线路导线线径和变压器容量下，可以增加用电设备的负载。 (4)提高功率因数可相应减小线路电流波形的畸变，抑制谐波电流对电网造成的污染。 因此，提高用电设备和家用电器的功率因数，可以缓解电力紧张的矛盾，减少兴建电厂的数量，减小对电网和环境的污染。保证电力系统和用电设备的安全经济运行，具有比较显著的经济和社会效益，符合建立节约型社会和落实科学发展观的总体要求。 根据设计要求的任务，本次设计主要利用Matlab仿真的方式对有源PFC电路进行研究并给出相关结论，同时提出一些新的控制算法，并建立一个有源PFC电路的仿真平台。这也使我对四年来所学的知识更进一步的巩固和加强，并从中获得一些较为实际的工作经验。由于在设计中查阅了大量的相关资料，所以开始逐步掌握了查阅，运用资料的能力，又可以总结四年来所学的电力电子技术相关知识，为我们日后的工作打下了坚实的基础。 2.当前国内外现状及水平: 在早期的开关电源中，人们在桥式整流器输入端设置“L”型LC网络，利用“电感上的电流不能突变”的特性，来增加整流二极管的导通角，使输入电流波形畸变得到一定程度的控制这种方法被称为无源功率因数校正（PPFC）。该方法的缺点是PFC效果不是很明显，而且体积庞大、笨重，成本较高，在尺寸有限的电子镇流器中难以被采用。这种PPFC电路后来被由二极管、电容和小电感等无源元件组成的PPFC电路拓扑所取代。 为提高PFC效果，使谐波电流含量达到低失真要求，基于晶体管等有源元件的有源功率因数校正(APFC)技术迅速发展起来。在20世纪80年代初期，由飞利浦公司开发的BHF-132-12和BHF232-12型32W双灯管电子镇流器，就采用了由分立元器件组成的APFC电路，线路功率因数达到了0.96以上，电流谐波含量达到L级低失真要求。这种电子镇流器使用了110多个元器件，尺寸为428mm×40mm×32mm。由分立元件组成的APFC电路过于复杂，导致成本增加，同时也增加了产品的体积和质量，使其应用受到了限制。 微电子技术日新月异的飞速发展，使基于专用集成电路（ASIC）的APFC技术于20世纪80年代中期应运而生。西门子等公司生产的TDA4812、TDA4813、TDA4814、TDA4815、TDA4816、TDA4817、TDA4818和TDA4819等PFC控制器IC，陆续投放市场。进入20世纪90年代之后，世界所有半导体巨商，都瞄准了APFC技术的巨大商机，争先恐后的研发和生产APFC控制芯片，使其系列化。APFC控制IC的批量化生产，使其价格逐年降低，