功率因数自动调节器设计.doc

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1、引言随着我国经济发展和国际化能源紧局势的加剧，加强电能质量和节能降耗的影响十分重要，这其中采取无功补偿方式提高功率因数降等都是行之有效的措施。在电力供电系统中，功率因数的提高是一项重要的技术工作，直接关系到输电线路的电能损耗及供电的经济性，供电质量。功率因数的补偿措施一直为人们所重视。研制高性能的功率因数补偿装置具有实际的社会，经济效益。而且在电力系统中，无功功率要保持平衡，否则，将会使系统电压下降，严重时，会导致设备损坏，系统瓦解。此外，网络的功率因数和电压降低，使电气设备得不到充分利用，促使网络

2、传输能力下降，损耗增加。因此，解决好网络补偿问题，对网络降损节能有着极为重要的意义。按电网无功功率补偿方式可分为串联补偿和并联补偿。并联补偿方式又可分为电容器组补偿，调电感补偿，调相机补偿的移相补偿等。本设计我们将采用并连电容器补偿，主要应用单片机技术，实现对低压电力系统的监控，完成功率因数的测量，并根据所得数据进行电容组的投切，以实现对电力系统的功率因数的补偿。无功补偿控制器是无功补偿的核心，其性能直接影响补偿的效果。它是根据检测的功率因数或无功功率，按照一定的控制规则投入/切除电容器，实现对线路

3、进行无功补偿。在低压配电网中有相当一部分是感性负荷，它不仅要消耗大量的有功功率，也要吸收很多的无功功率，从而使功率因数下降，导致无功电源不足，系统电压降低，电能损耗增大，这大大影响了电网的供电能力。因此电力部门千方百计要提高系统的功率因数，除本身采取相应的措施外，更要求每个用户在其母线上进行功率因数的补偿。即借助于相关的无功功率补偿设备，及时、正确、必要的提供无功功率补偿。由于这个课题涉及面广，且有较高的经济含量和技术附加量，因此无功功率补偿设备的研究一直是国外相关企业激烈竞争的项目之一。无功功率补

4、偿技术近年来己越来越引起人们的关注，它是涉及电力、电子技术、电气自动化技术和理论电子等领域的重大课题。本设计着重论述了单片机和计算机控制组成控制系统进行功率因数自动补偿装置。根据部分学者对电网运行状态的调查研究得知，我国电网曾在20世纪70年代由于缺乏无功功率补偿设备而长期处于低电压运行状态。有些地方想用调节变压器分接头的办法来解决本地区电压低的问题。开始，这种办法也有一些效果，某些供电点电压升高了，但这是以降低别处电压为代价的，因为总的无功电源不足，局部地区电压升高无功负荷增大，必然使别处无功功率

5、更少、电压更低。各处普遍采用调节变压器分接头的结果，不仅没能提高负荷的供电电压，而是使得无功损耗加大，整个系统低电压问题更加严重。在这种情况下，首要的问题应该是增加无功功率补偿设备。低压运行同时对电网安全带来巨大危害，系统稳定性差，十分脆弱，经受不起事故异常及负荷强烈变化对系统的冲击、十分容易造成大面积的停电和系统瓦解的后果，国外均有此先例。由此可见，合理配置无功电源，进行无功补偿是非常重要的，我们进行无功补偿研究是一个重要的课题。由于人工投切电容不能及时跟踪无功负荷的变化，不能始终保持功率因数和电

6、压质量在规定的围，所以无功的自动控制是一个值得研究的课题。无功功率问题，根据世界各个地区电力系统近数十年来的经验，积累了大量资料，我国电力系统亦同样积累了很多宝贵的经验，广泛应用到生产实践中去是有一定重要价值的。有效的无功补偿有非常大的经济效益和社会效益，主要表现在:A.减少线路损耗。就全国讲，线路损耗约占据12%，其中主要是无功分量引起的损耗，若无功线损降低50-60%，一年便可节电500亿度左右，相当于半个三峡工程的发电量。这种不消耗一次能源，便可增大发电量的工程是绝好的绿色工程。且投资极小，见

7、效快。B.避免罚款。我国电力部及物价局“关于颁发《功率因数调整电费办法》通知”中规定，功率因数0.94时，减少电费1.1%，功率因数0.6时增加电费15%。例如一个315KVA的变压器，功率因数从0.6提高到0.94以上，年奖罚差3-4万元。C.不需额外投资，便可以实现扩容。进行无功补偿后，便可提高用电承载率，变压器可满负荷运行。例如一台315KVA的变压器，cosφ=0.6负荷的变压器只能提供优质服务189KW的有功功率，不能承受300KW左右的容量，需要购买一台500KVA的变压器替换。将功率因

8、数由0.6提高到0.98，相当于扩大了63%，即有功由189KW提高到309KW可基本满足需要的容量，便节省了一台500KVA的变压器，经费约三四十万元。D.改善电能质量，延长了电器寿命，提高了产品质量。电能质量用电压和频率二个指标来进行衡量，电压的稳定性取决于无功功率的平衡。频率的稳定性取决于有功功率的平衡，而电压的稳定与否又直接影响电器寿命，影响机械加工精度。如果电压稳定性提高5%，则仅照明灯(寿命延长50%)全国一年既可节约数亿元。至于因电压不稳、供电不足而造成