无功补偿plc控制系统说明书论文

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1、无功补偿PLC控制系统说明书毕业论文目录第一章绪论11.1选题的背景及意义11.1.1设计选题背景11.1.2无功补偿及其自控系统的发展趋势21.2无功补偿系统31.2.1无功补偿系统的组成31.2.2PLC无功补偿系统优点4第二章无功补偿原理52.1无功补偿的基本原理52.1.1无功补偿功补偿的基本原理52.2无功补偿的基本思想62.2.1无功补偿基本思想62.3矿热炉无功补偿的基本方法72.3.1高压补偿72.3.2中压补偿82.3.3低压补偿82.4低压补偿应用82.4.1低压补偿应用82.4.2选择合适的补偿位置82.5并联电容器补偿容量的计算92.5.

2、1补偿电容器容量计算92.6理论补偿结果估算92.6.1投入电容器组与功率因数变化关系92.6.2理论补偿估算10第3章无功补偿控制系统硬件设计113.1总体设计113.1.1功能要求113.1.2系统框架设计113.2可编程控制器PLC选型123.2.1PLC系列选型123.2.2S7-200系列各型号CPU比较163.2.3PLC模拟量模块选型173.3电压信号采集173.3.1电压互感器选型173.3.2电压变送器选择193.4电流信号采集203.4.1电流互感器选型203.4.2电流变送器选型223.5功率因数的采集233.5.1功率因数测量器件选型24

3、3.6谐波测量信号采集243.7补偿电容器选型263.7.1补偿电容选择26第四章无功补偿系统控制程序设计294.1软件设计304.1.1流程图设计304.2.2PLCI/O分配表32表2324.2.3软件设计部分33第五章上位组态的设计365.1上位组态设计365.1.1添加新工程365.1.2数据库组态设计415.1.3动画与数据库连接455.2报表、趋势数据记录465.2.1实时趋势画面设计465.2.2报表设计48设计总结53参考文献54外文翻译55英文原文55中文译文62致谢68附录程序清单69第一章绪论1.1选题的背景及意义1.1.1设计选题背景矿热

4、炉又称电弧电炉或电阻电炉。它主要用于还原冶炼矿石等矿石原料。主要生产硅铁，锰铁，铬铁、钨铁、硅锰合金等，是冶金工业中重要的设备。其采用碳质或镁质耐火材料作炉衬，使用自培电极。电极插入炉料进行埋弧操作，利用电弧的能量及电流通过炉料时因炉料的电阻而产生能量来熔炼金属，是一种陆续加料，间歇式出铁渣，连续作业的一种工业电炉。矿热炉变压器的负载连续、平稳，阻抗电压低，调压级数较多，级差较小过载能力强。可分为有载、无励磁调压两种。一般前几级恒流容量输入，后几级恒电流输出，矿热炉主要由炉壳，炉盖、炉衬、短网，水冷系统，排烟系统，除尘系统，电极壳，电极压放及升降系统，上下料系统

5、，把持器，烧穿器，液压系统，矿热炉变压器及各种电器设备等组成。根据矿热炉的结构特点以及工作特点，矿热炉的系统电抗的70％是由短网系统产生的，而短网是一个大电流工作的系统，最大电流可以达到上万安培，因此短网的性能决定了矿热炉的性能，正是由于这个原因，因此矿热炉的自然功率因数很难达到0.85，绝大多数的炉子的自然功率因数都在0.7~0.8之间，较低的功率因数不仅使变压器的效率下降，消耗大量的无功功率，且被电力部分加收额外的电力罚款，同时由于电极的人工控制以及堆料的工艺，导致三相间的电力不平衡加大，最高不平衡度可以达到20％以上，这导致冶炼效率的低下，电费增高，因此提

6、高短网的功率因数，降低电网不平衡就成了降低能耗，提高冶炼效率的有效手段。如果采取适当的手段，提高短网功率因数，可以达到非常好的效果。一般情况下为了解决矿热炉功率因数低下的问题，我国目前一般采用电容补偿的方式，通常是在高压端进行无功补偿，但是由于高压端补偿不能解决三相平衡的问题，而且由于短网的感抗占整个系统感抗的70％以上，因此高压端补偿并没有达到降低短网系统感抗，提高短网功率因数，增加变压器出力的目的，仅仅是对供电部门有意义。因此目前也有部分单位在新建炉子上采取了高低压同时进行无功补偿的措施，来解决以上的问题，在短网端进行补偿能够大幅提高短网端的功率因数，降低电

7、耗。针对电炉变压器低压侧短网的大量无功消耗和不平衡性的问题，同时兼顾有效提高功率因数而实施无功补偿技术改造，从技术上来讲是可靠、成熟的，从经济上来讲，投入和产出是成正比的。矿热炉低压侧短网无功消耗和其布置长度不一致导致的三相不平衡现象而实施的无功就地补偿，无论在提高功率因数、吸收谐波，还是在增产、降耗上，都有着高压补偿无法比拟的优势。但是由于成本较高，同时由于工作环境恶劣，因此寿命受到极大的影响，同时短网低压端无功补偿也带来了谐波增加，因此又必须采取措施来抑制谐波，从而使投入加大，投资回收周期加长，同时后续维护费用高，综合效益不佳。目前在国内冶炼行业，由于其工作

8、电极属于强电感性负载，导