低压无功补偿设计毕业论文.doc

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1、中国石油大学胜利学院本科毕业设计(论文)低压无功补偿设计毕业论文目录摘要0ABSTRACT0目录0第一章绪论11．1研究背景11．2无功补偿装置的发展状况21．3本课题主要研究的内容4第二章无功补偿的原理52．1无功补偿的原理62．2低压电网中的几种无功补偿的方式92．3确定补偿容量的几种方法102．3．1从提高功率因数需要确定补偿容量102．3．2从降低线路有功损耗需要来确定补偿容量102．3．3从提高运行电压需要来确定补偿容量112．4本章小结12第三章硬件设计123．1无功补偿装置的技术要求123．1．1补偿控制应符合技术条件：123．1．2测量精度123．1．3控制器原理133

2、．2硬件介绍1355中国石油大学胜利学院本科毕业设计(论文)3．2．1CPU143．2．2A/D转换器选型173．2．3看门狗183．2．4LCD显示203．3模拟信号调理电路2155中国石油大学胜利学院本科毕业设计(论文)3．3．1互感器信号转换及电流—电压转换电路213．3．2电压、电流采样及信号处理电路233．4输出控制电路233．5本章小结24第四章软件设计254．1投切原则254．2功率因数计算264．3本章小结28第五章总结与展望29参考文献30致谢31附录1：硬件结构图32附录2：软件程序3255中国石油大学胜利学院本科毕业设计(论文)第一章绪论1．1研究背景目前，我国的

3、电网，特别是广大的低压电网，普遍存在功率因数较低、电网线损较大的情况。导致此现象的主要原因是众多的感性负载用电设备设计落后，功率因数较低。比如我国的电动机消耗的电能占全部发电量的70%，而由于设计和使用等方面的原因我国电动机的功率因数往往较低，一般约为。在这种情况下，采用无功补偿节能技术，对提高电能质量和挖掘电网潜力是十分必要的，世界各国都把无功补偿作为电网规划的重要组成部分。从我国电网功率因数和补偿深度来看，我国与世界发达国家有不小差距。因此大力推广无功补偿技术是非常必要的，并且从以下数据，我们也能看出发展无功补偿所能带来的巨大经济效益。2007年，我国年总发电量为32559亿千瓦时

4、，统计线损率为8.77%，但是这个数字没有包含相当大的110千伏、35千伏、10千伏的输电线损及0.38千伏的低压电网线损。据报道，估计实际的统计线损率约为15%，即2007年全国年线损量约为4800亿千瓦时。设全国的理论线损与统计线损相一致，其中可变线损约占理论总线损的80%，则年可变线损电量约为3900亿千瓦时。设当前全国电力网总负荷的当前功率因数，采用无功功率补偿后，把电力网总负荷的功率因数提高到，则每年可以降低线损约为390亿千瓦时，按0.5元每千瓦时计，价值约为185亿元。设2007年全国电网的最大负荷利用小时数为5000小时，则电网的最大负荷约为2亿千瓦，当用无功功率补偿法

5、把功率因数,提高到，全国电网需总补偿容量约为0.5855中国石油大学胜利学院本科毕业设计(论文)亿千瓦。当前无功功率补偿装置设备主要为电力电容器，设无功补偿设备每千瓦的平均综合造价为50元，则全国无功补偿装置的总投资约为29亿元。应当指出，节省240亿千瓦时约相当于一座400万千瓦火电厂的年发电量，而建一座400万千瓦的火电厂需综合费用约为300亿元，同时每年需燃烧煤约为1200万吨，每年产生,等有害物质约为600万吨。由此可见，产生相同的电力，无功补偿的费用约为新建电厂费用10%，而且无功补偿设备的费用仅需两个月的无功功率补偿的将损节电费用即可全部收回。综上所述，无功补偿不仅具有如上

6、所述的节省投资、节省电力、节省燃煤及污染等作用，同时还可以提高电力系统设备的供电能力，改善电压质量，减少用户电费开支，延缓用户的增容改造等作用。1．2无功补偿装置的发展状况近20年来，世界各地（包括美国、法国、意大利、英国、俄罗斯、日本等国）发生的由电压稳定和电压崩溃引发的大面积停电事故引起了各国的高度重视。持续了短短72 小时的8.14 美加大停电给美国造成了巨大的经济损失和社会影响，这次事故提醒人们，电网运行要有足够的无功备用容量，无功不能靠远距离传输，在电力市场环境下，必须制定统一的法规以激励独立发电商和运营商从维护整个系统安全性的角度提供充足的无功备用。在我国也曾多次发生电压崩

7、溃事故，如1993 年和1996 年南方电网的几次事故，这些事故都促使人们采取各种措施以维持电网稳定。55中国石油大学胜利学院本科毕业设计(论文)早期的无功补偿装置为并联电容器和同步补偿器，多用在系统的高压侧进行集中补偿。至今并联电容器仍是一种主要补偿方式，应用范围广泛，只是控制器在不断的更新发展。同步补偿器的实质是同步电机，当励磁电流发生改变时，电动机可随之平滑的改变输出无功电流的大小和方向，对电力系统的稳定运行有好处。但同步补偿器成本高，安