集中式无功功率补偿器的设计—-硬件电路设计开题报告

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1、开题报告集中式无功功率补偿器的设计—-硬件电路设计1选题的背景、意义我国互联电网已经进入了大电网、大机组时代，对电网质量和系统稳定的要求也日益提高，解决终端用户无功补偿设备综合控制的问题越显紧要然而目前我国绝大部分终端用户采用传统的补偿装置，控制方式落后，无法实现远距离和总体控制的要求提高补偿设备整体性效率和灵活性，是工作重点通过智能化电网建设，利用现代化通信技术，整合用户资源，实现终端的无功平衡，可有效地提高系统的功率因数，降低损耗，改善电网质量。提高功率因数，合理地选择用电设备提高自然功率数外，广泛采用并联电容性负载的方法来补偿无功功率。传统的方法是采用固定电容

2、补偿方法，它仅使用于负载固定、无功功率相对稳定的静态用电装置；随着微机控制技术和半导体器件的发展，利用计算机对电网进行实时检测、控制，并根据无功功率的变化，自动切换补偿电容，可以准确、快速地实现动态无功补偿，达到降低消耗、改善供电质量之目的。无功补偿技术的发展，他存在以下意义。 (1)补偿无功功率,可以增加电网中有功功率的比例常数(2)减少发,供电设备的设计容量,减少投资,例如当功率因数cosΦ=0.8增加到cosΦ=0.95时,安装1Kvar电容器可节省设备容量0.52KW;反之,增加0.52KW.对原有设备而言,相当于增大了发,供电设备容量.因此,对新建,改建工

3、程.应充分考虑无功补偿,便可以减少设计容量,从而减少投资.(3)降低线损,由公式△P%=(1-cosΦ/cosΦ)X100%得出其中cosΦ为补偿后的功率因数,cosΦ为补偿前的功率因数则cosΦ>cosΦ,所以提高功率因数后,线损率也下降了.减少设计容量,减少投资,增加电网中有功功率的输送比例,以及降低线损都直接决定和影响着供电企业的经济效益.所以,功率因数是考核经济效益的重要指标,规划、实施无功补偿势在必行.在第一个工业用晶闸管出现之前，电子半导体由于功率过小，在直流传动，交流传动，电磁合闸，交流不间断电源和无功补偿等领域内一直没有得到应有的推广使用。晶闸管的出

4、现标志着电力电子技术的诞生，并以此为起点，随着半导体制造技术和变流技术的发展，新型的电力电子器件不断问世，由此引发了众多行业的变革，如交流变频调速技术的蓬勃发展。同样电力电子技术对无功补偿技术也带来了新的发展锲机。2相关研究的最新成果及动态2.1无功补偿的基本原则电力用户补偿与供电企业补偿相结合，供电部门在电源点进行补偿与用户自身用电设备进行补偿，两者实现理想配合。分散补偿与集中补偿相结合，以分散补偿为主高压补偿与低压补偿相结合，以低压补偿为主，实现区域电网内的无功分层、分压就地平衡降损与调压相结合，以降损为主，坚持降损节能的原则2.2无功补偿的形式目前，国内电网采

5、用的电容补偿技术主要是集中补偿与就地补偿技术。就地补偿技术主要适用于负荷稳定，不可逆且容量较大的异步电动机补偿(如风机、水泵等)，其它各种场合仍主要采用集中补偿技术。2.2.1集中补偿集中补偿是把电容器组集中安装在变电所的二次侧的母线上或配电变压器低压母线上，这种补偿方法，安装简便，运行可靠，利用率较高，但当电气设备不连续运转或轻负荷时，又无自动控制装置时，会造成过补偿，使运行电压升高，电压质量变坏季节性用电较强空载运行较长又无人值守的配电变压器不宜采用。2.2．2分散补偿分散补偿是将电容器组分组安装在车间配电室或变电所各分路的出线上，形成低压电网内部的多组分散补偿

6、方式，它能与工厂部分负荷的变动同时投切，适合负荷比较分散的补偿场合，这种补偿方法效果较好，且补偿方式灵活，易于控制。2.2.3个别补偿个别补偿是对单台用电设备所需无功就近补偿的办法，把电容器直接接到单台用电设备的同一电气回路，用同一台开关控制，同时投运或断开，俗称随机补偿这种补偿方法的效果最好，它能实现就地平衡无功电流，又能避免无负荷时的过补偿，是农网中对异步电动机进行补偿的常用方法。2.3无功补偿最新技术2.3．132位单片机应用技术现在的无功补偿控制器大都使用8位单片机进行控制，8位机的速度慢，存储容量小，不能实现高精度的测量，只能进行比较简单的控制，即将被淘汰

7、。使用32位ARM内核的单片机现在正如日中天，获得越来越广泛的应用，其价格已经很便宜，以至于用32位单片机制造的控制器的材料成本可能低于用8位单片机制造的控制器。单片机应用于控制无功功率补偿具有软件编程灵活，通讯方便多样、运算快速、硬件接线方便等优点，在无功补偿方面的应用已经得到了极大的重视。许多单片机在无功功率上有了充分的应用。例如，MSP430系列单片机组成的智能无功补偿控制器具有极低的功耗、处理功能强大、丰富的片上外围模块，方便高效的开发方式。智能无功功率补偿器有单片机、信号检测模块、输出模块、电容器组、LED显示模块等等模块组成。实时监测电网的电压、电流