1、低壓無功補(bǔ)償器設(shè)計(jì)第1頁，共15頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期日國內(nèi)外無功補(bǔ)償技術(shù)的現(xiàn)狀早期的無功補(bǔ)償裝置為并聯(lián)電容器和同步補(bǔ)償器，多用在系統(tǒng)的高壓側(cè)進(jìn)行集中補(bǔ)償。至今并聯(lián)電容器仍是一種主要補(bǔ)償方式，應(yīng)用范圍廣泛，只是控制器在不斷的更新發(fā)展。同步補(bǔ)償器的實(shí)質(zhì)是同步電機(jī)，當(dāng)勵磁電流發(fā)生改變時(shí)，電動機(jī)可隨之平滑的改變輸出無功電流的大小和方向，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行有好處。但同步補(bǔ)償器成本高，安裝復(fù)雜，維護(hù)困難，使其推廣使用受到限制。隨著近代電力電子技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，無功補(bǔ)償技術(shù)也隨之發(fā)展。晶閘管的出現(xiàn)標(biāo)志著電力電子技術(shù)的誕生，并以此為起點(diǎn)，隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)和變流技術(shù)的發(fā)展，新型的電

2、力電子器件不斷問世，由此引發(fā)了眾多行業(yè)的變革，如交流變頻調(diào)速技術(shù)的蓬勃發(fā)展。同樣電力電子技術(shù)對無功補(bǔ)償技術(shù)也帶來了新的發(fā)展鍥機(jī)。第2頁，共15頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期日無功補(bǔ)償原理 設(shè)電感性負(fù)荷需要從電源吸取的無功功率為Q，裝設(shè)無功補(bǔ)償裝置后，補(bǔ)償無功功率為Qc，使電源輸出的無功功率減少為Q=Q-Qc，功率因數(shù)由cos提高到cos，視在功率S減少到S。第3頁，共15頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期日無功補(bǔ)償原理 圖中的用電負(fù)荷總電流I可以分解為有功電流分量Ip，和無功電流分量Iq(電感性的)。當(dāng)并聯(lián)電容器投入運(yùn)行時(shí)，流入電容器的容性電流Ic與Iq方向相反，故

3、可抵消一部分Iq使電感性電流分量Iq降低，總電流I由降為I，功率因數(shù)提高。這時(shí)，負(fù)荷所需的無功功率全部由補(bǔ)償電容供給，電網(wǎng)只需供給有功功率。第4頁，共15頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期日低壓無功補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)圖 第5頁，共15頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期日硬件設(shè)計(jì) CPU AT89C51是低電壓、高性能的CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4K bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲（PEROM）和128bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲單元。第6頁，共15頁，2022年，5月20日，

4、22點(diǎn)29分，星期日 硬件設(shè)計(jì) A/D轉(zhuǎn)換器 ADC0809是一種8路模擬輸入逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器。它由8路模擬開頭、地址鎖存與譯碼器、8位A/D轉(zhuǎn)換器和三態(tài)輸出鎖存緩沖器組成。ADC0809芯片可以分時(shí)處理8路模擬量輸入信號，使用模擬開關(guān)切換。在某一時(shí)刻，模擬開關(guān)只能與一路模擬量通道接通，對該通道進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換第7頁，共15頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期日硬件設(shè)計(jì) 看門狗 系統(tǒng)采用監(jiān)控芯片MAX813L構(gòu)成硬件狗，與AT89C51的接口電路如右圖所示。第8頁，共15頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期日硬件設(shè)計(jì) LCD顯示 本次設(shè)計(jì)采用1602型LCD顯示，160

5、2型LCD顯示模塊具有體積小，功耗低，顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)。 1602型LCD可以顯示2行16個(gè)字符，有8位數(shù)據(jù)總線D0D7和RS，R/W，EN三個(gè)控制端口，工作電壓為5V，并且具有字符對比度調(diào)節(jié)和背光功能 。第9頁，共15頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期日模擬信號調(diào)理電路 第10頁，共15頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期日 輸出控制電路 光電偶合器通過一個(gè)非門與89C51的一個(gè)輸出口連接，當(dāng)此腳輸出高電平時(shí)，使MOC3021打開驅(qū)動雙向可控硅，使晶體管導(dǎo)通和繼電器吸合，驅(qū)動電容器組投入運(yùn)行，發(fā)光二級管發(fā)光指示。當(dāng)管腳輸出為低電平時(shí)，將會封鎖住MOC3021，則繼電器

6、釋放，發(fā)光二級管熄滅，電容器組退出電路。第11頁，共15頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期日 軟件設(shè)計(jì) 在軟件設(shè)計(jì)上我們采用匯編語言，用匯編語言用來編制系統(tǒng)軟件和過程控制軟件，其目標(biāo)程序占用內(nèi)存空間少，運(yùn)行速度快，有著高級語言不可替代的用途。 第12頁，共15頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期日軟件設(shè)計(jì) 隨器補(bǔ)償應(yīng)以配變?nèi)萘康?%8%選擇電容器容量效果較好，因?yàn)檫@大約相當(dāng)于配電變壓器空載時(shí)的無功功率，本次設(shè)計(jì)一共設(shè)了3組容量為25FP電容器組，方便控制和調(diào)節(jié)補(bǔ)償容量，采用三相共同補(bǔ)償。 當(dāng)檢測到到的功率因數(shù)小于0.95時(shí)，投入第一組電容器組；再進(jìn)行第二次檢測，計(jì)算得到功

7、率因數(shù)再于默認(rèn)值進(jìn)行比較，若實(shí)際功率因數(shù)仍然小于0.95的話，繼續(xù)投入第二組電容器組，以次類推，直到實(shí)際功率因數(shù)小于標(biāo)準(zhǔn)。 當(dāng)檢測到的三相電壓大于標(biāo)準(zhǔn)電壓時(shí)（通常取400V），即電網(wǎng)處于容性狀態(tài)，無功補(bǔ)償過量，則立即切除第三組電容；繼續(xù)檢測電壓，若電壓仍然高于標(biāo)準(zhǔn)的話，則切除第二組電容器組，以次類推，直到實(shí)際電壓小于標(biāo)準(zhǔn)。 第13頁，共15頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)29分，星期日總結(jié)與展望 無功補(bǔ)償技術(shù)在邊沿科學(xué)如電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)發(fā)展的推動下，在電力系統(tǒng)領(lǐng)域取得了很大的發(fā)展，形成了多種補(bǔ)償方式。本文在對無功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，針對傳統(tǒng)無功補(bǔ)償裝置的缺點(diǎn)提出了一種新型的智能無功補(bǔ)償控制器,該裝置適合對大用戶進(jìn)行無功補(bǔ)償,也就是隨器補(bǔ)償,其優(yōu)點(diǎn)如下:1、裝置結(jié)構(gòu)簡單，通過硬件軟件配合，穩(wěn)定性高，用單片機(jī)控制，可實(shí)現(xiàn)真正的智能控制，具有很高的性價(jià)比。2、采用LCD顯示，可實(shí)時(shí)顯示電壓、電流和功率因數(shù)等數(shù)據(jù)。3、 控制策略比較合理。該策略既考慮到無功補(bǔ)償對電容容量需求，又考慮到穩(wěn)定電壓質(zhì)量