（OA自动化）自动化专业无功补偿论文

I 摘摘 要要 随着经济的发展和人们生活水平的提高，各行各业对供电可靠性和 供电质量提出了更高的要求。由于配电网处于电网的末端，用户多为低压 用户，许多用电器的功率因数很低，且不带补偿装置，这给电网带来很大 的功率负担和额外线损，为了维护电力系统稳定、保证电能质量和安全运 行，对电网末端变压器进行就地无功补偿很有必要。本文利用专用三相电 能专用芯片 ATT7022B 为核心构成的采样控制器，实时检测电网的电压、 电流，有功、无功、功率因数，根据用电负荷情况，通过 51 单片机控制 电容器组的自动投、切，实现无功功率的无功补偿，并利用 12232 液晶显 示器显示当前的有功、无功、功率因数等参数。 关键字：关键字：功率因数，无功补偿，ATT7022B，单片机 II Abstract Along with economy of the development and people live a horizontal exaltation, every trade put forward a higher request to the power supply credibility and the power supply quality.In order to going together with the bitter end that the charged barbed wire net is placed in charged barbed wire net, customer much is low-pressure customer, many powers factors which use an electric appliances are very low, and dont take repair device, this brings charged barbed wire net very big power burden with additional line , for the sake of maintenance electric power system stability, assurance electric power quality and safety circulate, to the charged barbed wire net bitter end transformer carry on right on the spot without achievement the repair has a necessity very much.This text makes use of appropriation three mutually the chip ATT7022 of the electric power appropriation B is core constitute of sample controller, solid hour examine the electric voltage, electric current of charged barbed wire net, have a great achievement, have no achievement, power factor, according to use electricity to carry a circumstance, pass 51 single slice machine control capacitor set of automatic hurl, slice, carry out to have no achievement power of without achievement compensate, and make use of 12232 liquid crystal displays manifestation to have a great achievement at present, have no achievement, power factor etc. Keywords: Power Factor,Var Compensate,ATT7022B,Single Chip Microcomputer III 目录目录 1 绪论绪论 .1 1.1 无功补偿的意义.1 1.2 静止无功补偿技术的发展.2 1.3 课题来源及主要研究内容.4 2 2 功率因数功率因数 .6 2.1 功率因数的定义.6 2.2 功率因数的意义.7 3 系统的芯片介绍系统的芯片介绍 .11 3.1 DSP(ATT7022B)芯片介绍.11 3.2 单片机介绍.16 3.3 LCD 液晶显示器.20 4 4 硬件的系统设计硬件的系统设计 .27 4.1 数据采集系统的设计.27 4.2 控制器的硬件设计.30 4.3 系统的特点.37 5 5 总结与展望总结与展望 .39 5.1 总结.39 5.2 展望.39 参考文献参考文献 .40 致谢致谢 .41 附录附录 1 1 英文文献英文文献 .42 IV 附录附录 2 2 中文翻译中文翻译 .54 附录附录 3 3 设计原理图设计原理图 .64 山东科技大学本科设计(论文) 1 1 绪论绪论 1.1 无功补偿的意义无功补偿的意义 国民经济的高速发展和人民生活水平的不断提高带来了电力负荷的高 速增长。尤其是近两、三年来，由于电力负荷增长迅猛，而发电装机容量 和输配电能力不足，造成全国近 20 个省市电力供应紧张，部分省市出现 限电拉闸 1。与此同时，随着电力市场的开放，电力用户对电能质量的要 求也在提高；电力生产与供应企业也比以往任何时候都重视电力系统运行 的经济性。 电力系统运行的经济性和电能质量与无功功率有重大的关系。无功功 率是电力系统一种不可缺少的功率。大量的感性负荷和电网中的无功功率 损耗，要求系统提供足够的无功功率，否则电网电压将下降，电能质量得 不到保证。同时，无功功率的不合理分配，也将造成线损增加，降低电力 系统运行的经济性。 无功功率从何而来？显然，发电机提供的无功功率相对负荷和网络对 无功功率的需求来说只是“杯水车薪” ，仅仅依靠发电机提供无功功率也 是极不经济的。无功功率最主要的来源是利用各种无功功率补偿（以下简 称无功补偿）设备在电力系统的各个环节进行无功补偿。因此，无功补偿 是电力系统的重要组成部分，它是保证电能质量和实现电力系统经济运行 的基本手段。 低压电力用户量大面广，其负荷的功率因数又大都比较低，因此在低 压电网中进行无功功率的就地补偿是整个电力系统无功补偿的重要环节。 低压电网的无功补偿主要采用并联电容器进行，它包括固定电容器 （FC）补偿和自动投切电容器的动态补偿以及两者混合补偿等方式。 电力负荷是随时变化的，所需要的无功功率也是随时变化的，为了维 持无功平衡，要求无功补偿设备实 山东科技大学本科设计(论文) 2 行补偿，即要根据无功负荷的变化及时投切电容器。以往的低压动态无功 补偿设备以机械开关（接触器）作为电容器的投切开关，机械开关不仅动 作速度慢，而且会产生诸如涌流冲击、过电压、电弧重燃等现象，开关本 身和电容器都容易损坏。据调查，我国过去使用的自动投切电容器无功补 偿装置在使用 3 年后损坏率达 75。 随着电力电子技术和微机控制技术的迅速发展和广泛应用，出现了智 能型的动态无功补偿装置。这种以电力电子器件作为无功器件（电容器、 电抗器）的控制或开关器件的动态无功补偿装置被称为静止无功补偿装置 （SVC：Static Var Compensator） 。 SVC 是动态无功补偿技术的发展方向，它正成为传统无功补偿装置的 更新换代产品。正因为如此，本课题选择这一技术领域进行研究。 1.2 静止无功补偿技术的发展静止无功补偿技术的发展 1.2.1 静止无功补偿的作用与类型静止无功补偿的作用与类型 对电力系统中无功功率进行快速的动态补偿，可以实现如下的功能： （1）对动态无功负荷的功率因数校正。 （2）改善电压调整。 （3）提高电力系统的静态和动态稳定性，阻尼功率振荡。 （4）降低过电压。 （5）减少电压闪变。 （6）阻尼次同步振荡。 （7）减少电压和电流的不平衡。 应当指出，以上这些功能虽然是相互关联的，但实际的静止无功补偿 装置往往只能以其中某一条或某几条为直接控制目标，其控制策略也因此 而不同。此外，这些功能有的属于对一个或几个在一起的负载的补偿效果 （负载补偿） ，有的则是