电力系统无功功率补偿.doc

安徽工程大学
毕业论文(设计)

题目名称:电力负载的无功测控电路设计
题目类型: 毕业设计
学生姓名:
院(系): 电气工程学院
专业班级: 电气102
指导教师:
时间: 2012年4月1日至2012年5月23日
目录
毕业设计任务书...................................................I
文献综述..........................................................II
指导老师审查意见..................................................Ⅲ
答辩会议记录......................................................Ⅳ
评阅教师评语......................................................Ⅴ
中外文摘要.........................................................Ⅵ
前言
补偿低压无功负荷是电网无功补偿的重要环节。搞好低压补偿,不但可以减轻上一级电网无功补偿的压力,而且可以提高用户配电变压器的利用率,改善用户功率因数和电压质量,并能有效地降低电能损失,减少用户电费支出。低压无功补偿对用户和供电部门均有益。现有的无功自动补偿装置种类很多,但基本上都是由检测单元、主控单元、执行单元和电源组成。检测单元的任务是从电网中检测与网络功率因数直接或间接相关的参数,并将此参数信号转换并送人主控单元,由主控单元将其与控制指标值进行比较。作出投切决策。执行单元则根据投切决策通过投切开关(交流接触)控制电容器的投切,完成补偿任务。本文利用单片机8051设计了一种全自动无功补偿控制器。它具有如下功能:
(1)实时显示电网功率因数值,同时,还能够显示控制器的工作状态和电容器组的投切情况。
(2)功率因数指标可以按不同的补偿要求设定和调整。如:以节能和减少电费支出为指标的无功参数补偿方案;以提高功率因数为目的的补偿方案和为改善电压偏差为主要指标的电压参数调节方案等。
(3)利用可控硅做中间驱动单元,使强、弱电分离。提高了系统的可靠性。
(4)采用电容器组循环投切方式,以免电容器组长期运行,温升过高等。
(5)。
选题背景
电压质量是衡量电力系统电能质量的重要指标之一,它的好坏主要取决于电力系统无功潮流分布是否合理。这不仅关系到电力系统向电力用户提供电能质量的优劣问题,而且还直接影响电网的安全、经济运行。若无功电源容量不足,系统运行电压将难以保证。随着电网容量的不断增加,对电网无功功率的要求也与日增加。因此,还需考虑网络的功率因数和电压,因为网络功率因数和电压的降低会使电气设备得不到充分利用,从而降低网络的传输能力,并引起损耗增加。因此,解决好配电网络无功补偿的问题,对电网的安全和降损节能有着重要的意义。无功补偿点的合理选择以及补偿容量的确定,能够有效地维持系统的电压水平,提高系统的电压稳定性,避免大量无功功率的远距离传输,从而降低有功网损,减少发电费用。我国配电网长期以来无功匮乏,由其造成的网损严重,因此,进行无功功率补偿,能投资少回报高。通常采用的方法是在配电变压器低压侧进行补偿,既可降低线路损耗,也能降低配电变压器损耗,电压质量也有较大的改善。
方案论证
功率因数的测量方法:
在三相对称交流电路中UA ⊥ UBC,即θ+φ= 90°,(如图1所示。为提高测量精度,可测量一般情况下数值较大的θ值。由于直接测量日值很难,,再由tθ折算得到功率因数Cosφ。测量电路及其波形如图2和图3所示。检测单元通过电压互感器、电流互感器,将电网线电压UBC和相电流IA变换成适当的电压信号送人反相比较电路,得到相应的方波信号TBC和TA,再经与非门送到单片机INT0端。经单片机测得时间值T和t,求出与相位φ对应的时问tφ。
UA
UC
UB
UBC
IA
Ф
θ
电压电流向量图
-
+
+
-
&
80C51
IA
测量电路图
显然有,tφ=T/2-t0 = T/2 –(T-t)
>0(负载呈感性)

=t-T/2= =0(负载呈阻性)

<0(负载呈容性)
功率因数的计算:
为使CPU有能力和时间实施自诊断和二次开发,本文对Cos φ的运算采用查表技术
c设市电工频5O Hz(周期20ms),T=10ms,则Cosφ=c0弧节 Cosл*tφ