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摘要
220千伏西郊變地處上海市西北部中心區(qū)域，是上海電網(wǎng)黃渡分區(qū)中心變電站，電
力負荷集中，功率交換量大。其母線電壓隨負荷變化率大，現(xiàn)有的無功補償裝置又無
法在系統(tǒng)故障時真正提供動態(tài)的電壓支撐，不利于該地區(qū)電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。因此，如
何安全、可靠、有效地，特別是在系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下，控制住西郊變母線電壓就
成了一個值得關(guān)注的課題。STATCOM鏈?zhǔn)届o止無功補償成套裝置，屬于柔性交流輸電系
統(tǒng)（FACTS）中潮流控制裝置，其無功電流輸出可在很大電壓變化范圍內(nèi)恒定,在電壓
低時仍能提供較強的無功支撐，并且可從感性到容性全范圍內(nèi)連續(xù)。STATCOM還可以
抑制電壓閃變,提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定水平,結(jié)合我國的國情和已有的技術(shù),發(fā)展STATCOM應(yīng)
是解決我國電壓穩(wěn)定問題的有效手段調(diào)節(jié)。本文是作者在碩士生研究期間在STATCOM
鏈?zhǔn)届o止無功補償成套裝置方面科研的總結(jié)，主要包括以下內(nèi)容：
（1）研究提出50MVA STATCOM裝置總體方案設(shè)計。經(jīng)過對多種方案的分析、
比較，并結(jié)合20MVA STATCOM裝置的研制經(jīng)驗，確定50M STATCOM主電路采用
鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的逆變器，功率器件采用IGCT。STATCOM裝置主要由三相鏈?zhǔn)絾蜗嗄孀兤鳌?br>六臺連接電抗器、高壓開關(guān)柜、升壓變壓器、控制/監(jiān)測單元/保護單元、水冷卻系統(tǒng)、
中央控制臺及遠程控制臺等組成。連接電抗器、升壓變壓器及水冷系統(tǒng)散熱裝置安裝
于室外，室內(nèi)分為高壓室、控制室、逆變室、水冷系統(tǒng)室及備件室。
（2）測控系統(tǒng)是STATCOM裝置的核心部分之一，它通過測量、計算，產(chǎn)生并控制
驅(qū)動開關(guān)器件的脈沖來控制裝置的運行，完成STATCOM裝置需要完成的各項任務(wù)。論
文詳細介紹了上海220千伏西郊變±50MVar STATCOM成套裝置的控制系統(tǒng)、檢測與故
障診斷系統(tǒng)以及通訊系統(tǒng)設(shè)計，并對測控系統(tǒng)的實現(xiàn)方式作了分析。
（3）如何使STATCOM裝置在研制后安全合理的投入上海電網(wǎng)運行是目前最急于解
決的問題。論文以成套鏈?zhǔn)絊TATCOM裝置中的鏈節(jié)單元為實驗對象，采用背靠背的連接方式對所有的鏈節(jié)兩兩進行試驗。實驗結(jié)果表明，主電路單元、控制與保護單元、
檢測與故障診斷單元及冷卻系統(tǒng)在試驗期間都應(yīng)無異?，F(xiàn)象發(fā)生。
論文最后對上述研究成果進行了總結(jié)，指出發(fā)展STATCOM裝置具有巨大的社會效
益，對國民經(jīng)濟發(fā)展有積極的意義，代表了現(xiàn)階段無功補償、電能質(zhì)量控制的發(fā)展方
向。
關(guān)鍵詞：上海西郊變，STATCOM，電壓穩(wěn)定，測控技術(shù)，
主電路單元，控制與保護，監(jiān)測與故障診斷，鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)
V
摘要……….………..……….………………….……….……………
ABSTRACT.……….………..…….………………….……….……
第一章緒論.…………….……….……………….………………
§1.1引言..……………….……….……….………….……
§1.2國內(nèi)外同類設(shè)備狀況對比分析.…………………
1.2.1 STATCOM的技術(shù)優(yōu)勢.……….………….………
1.2.2國內(nèi)外同類設(shè)備的發(fā)展動向與趨勢分析………
1.2.3技術(shù)經(jīng)濟分析…………………….………………
§1.3論文的主要工作和章節(jié)安排…………………
第二章50MVA STATCOM裝置總體方案設(shè)計……………………
§2.1 50MVA STATCOM裝置構(gòu)成.……………….……….…
§2.2 50MVA STATCOM裝置主電路….………………………
2.2.1功率器件……….……….………………………
2.2.2主電路結(jié)構(gòu)……….…….…………………………
2.2.3鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)STATCOM的優(yōu)點……….……….………
2.2.4主要運行參數(shù)及元件參數(shù)……….…….………
2.2.5逆變器損耗計算……….…………………………
2.2.6單相逆變器單元……….………………….………
2.2.7啟動電源……….…….……………………………
2.2.8 IGCT過電流保護……….……………….………
2.2.9過電壓保護……….……………………….………
第三章西郊變statcom測控系統(tǒng)的實現(xiàn)……………………
§3.1概述……………………………………………………
§3.2基本原理………………………………………………
§3.3控制功能………………………………………………
§3.4檢測與故障診斷系統(tǒng)功能……………………………
§3.5外部接口需求…………………………………………
§3.6 CAN總線光纖網(wǎng)………………………………………
§3.7 STATCOM監(jiān)控數(shù)據(jù)層結(jié)構(gòu)……………………………
第四章STATCOM裝置的鏈節(jié)試驗………………………
§4.1概述……………………………………………………
§4.2背靠背控制器構(gòu)成……………………………………
4.2.1構(gòu)成……….……….………………………………
4.2.2功能設(shè)計……….…….……………………………
4.2.3信號接口……….……….…………………………
4.2.4上位機控制軟件……….………………….………§4.3背靠背控制器試驗………..…………………
4.2.1低電壓重復(fù)觸發(fā)試驗…….……….……………
4.2.3高壓大電流重復(fù)觸發(fā)試驗……….……….……
4.2.4額定工況8小時連續(xù)運行試驗……….…….…
§4.4單相鏈?zhǔn)綗o功發(fā)生器IGCT閥的型式試驗………..
4.4.1試驗對象…….……….…………………………
4.4.2電磁干擾……….………………………………
4.4.3 STATCOM閥的型式試驗……………….…….…
4.4.4運行試驗和例行試驗……….…………………
4.4.5周期觸發(fā)和熄滅試驗……….………………….
4.4.6功率損耗和溫升試驗……….…….……………
4.4.7鏈節(jié)各部位溫升試驗……….……………….…
4.4.8鏈節(jié)過電流試驗……….…………………….…
4.5結(jié)論……….……………………….………
第五章全文總結(jié)………………………………………………
§5.1全文總結(jié)………………………………………………
§5.2工作展望………………………………………………
參考文獻……………………………………………………………
致謝…………………………………………………………………
作者在攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的主要論文………………………