无功补偿自动控制系统的研究

论文编号:ZD547 论文字数:21761,页数:59，有开题报告，任务书，文献综述
摘 要 ：本文从无功补偿的基本原理出发，分析了无功补偿的必要性及其所能产生的经济效益；确定了无功补偿的几种基本方法，对无功补偿中所遇到的最佳补偿容量问题进行了分析和探讨，研究并解决了补偿电容器在运行中的几种异常现象。
    在TSC型无功补偿装置的基础上设计了一种新型的低压智能无功补偿控制器。该控制器以80C196KB为控制核心，暂态投切控制晶闸管过零触发，避免了电容器投切时的电流冲击：稳态运行时接触器替代晶闸管，实现了无功补偿的自动跟踪和电容器的自动投切，解决了投切时的暂态电流冲击和稳态可靠运行的难题。控制器具有历史数据存储功能，能够对电网运行状况进行监测，
通过后台软件的分析处理给出各项电网参数的运行曲线，可方便地对控制器性能和电网运行状况做出评估。控制器在现场通过无线通信实现与用户的数据交互，通过RS485总线实现远程通信和远程控制。
    该低压智能无功补偿装置运行以来，系统运行稳定可靠并实现了预期的目的。
关键词：无功补偿  自动跟踪  自动投切  过零触发  无线通信

Abstract
 The necessary and the economic benefit of reactive power compensation are analyzed In the paper．based on the essential principle、Some different kinds of basic methods of reactive power compensation are discussed，and the problem of the optimum size for Shunt Capacitor Bank（SCB） is analyzed． The abnormal performances of SCB in running status are researched and resolved．Based on the TSC reactive compensation equipment， a new low－voltage intelligent controller is designed， which can solve switched－capacitor without instantaneous rush current by means zero－crossing triggering of SCR components。 and can realize auto－tracking reactive power， compensating and auto－switching SCB．80C196KB MCU is used as its core controller． It is shown that the algorithm in hand has the vantage decreasing power loss and lowers of voltage and increasing the distribution system efficiency，for example power factor．The controller measures monitors parameter of electric network, the saves preterit data of 60 days which is the evidence of the running status of electric network．And then the running curve of parameters is gained by background data process of computer. In order to conveniently realize communication between controller and operator，the method of wireless communication is applied in the control field and remote communication is solved by RS485 interface．
 After the running test of the  controller．the device has been put into use．
Keywords：reactive power compensation   auto－tracking
        auto－switching              zero－crossing triggering
  Wireless communication

目  录
摘 要………………………………………………………………………………1
Abstract……………………………………………………………………………2
第一章 绪论………………………………………………………………………3
1.1课题研究的背景………………………………………………………………3
1.2无功补偿的分类………………………………………………………………3
1.3 无功补偿技术的现状…………………………………………………………4
 1.4 无功补偿设备的分类…………………………………………………………4
   1.4.1具有饱和电抗器的无功补偿装置  ……………………………………4
   1.4.2 晶闸管控制电抗器（TCR）……………………………………………5
 1.4.3 晶闸管投切电容器（TSC） ………………………………………6
    1.4.4 高级静止无功发生器（ASVG）…………………………………………7
 1.5 本文研究的内容及关键技术…………………………………………………8
    1.5.1研究内容…………………………………………………………………8
    1.5.2关键技术………………………………………………………………8
第二章 无功功率补偿的基本原理…………………………………………10
2.1 无功补偿的一般概念…………………………………………………………10
    2.1.1 电力网络功率因数………………………………………………………10
    2.1.2提高功率因数的意义…………………………………………………11
2.2无功补偿对电压损失率的影响及其经济当量…………………………………12
   2.2.1无功补偿对电压损失和电压损失率的影响……………………………12
  2.2.2 最佳功率因数的确定……………………………………………………13
2.3低压无功补偿的使用方法………………………………………………………14
2.4变压器在无功补偿中有关参数的计算…………………………………………15
   2.4.1变压器无功损耗的计算…………………………………………………15
   2.4.2一、二次侧功率因数的计算……………………………………………16
   2.4.3降低铜耗的计算…………………………………………………………17
   2.4.4变压器输出功率的计算…………………………………………………18
   2.4.5降低线路有功损耗的计算………………………………………………18
2.5确定无功容量的一般方法………………………………………………………18
   2.5.1从提高功率因数需要确定补偿容量……………………………………18
   2.5.2从降低线损需要确定补偿容量…………………………………………19
   2.5.3从提高运行电压需要补偿容量…………………………………………20
第三章 补偿电容器在运行中的异常现象及分析… ……………………22
3.1电容器投入时的发生的异常现象………………………………………………22
   3.1.1电容器投入时的涌流……………………………………………………22
   3.1.2并联电容器投入时的励磁涌流…………………………………………24
3.2限制电容器涌流的技术措施……………………………………………………27
   3.2.1串入电抗器限制涌流……………………………………………………28
   3.2.2断路器端口并联电阻限流的方法………………………………………28
   3.2.3谐波的影响………………………………………………………………28
   3.2.4暂态过程中的过电压……………………………………………………29
   3.2.5电容器端电压升高现象…………………………………………………30
第四章 无功补偿系统的软件设计  ………………………………………31
4.1系统软件设计……………………………………………………………………31
   4.1.1系统总体软件设计………………………………………………………31
   4.1.2键盘显示接口软件设计…………………………………………………33
   4.1.3数据采集软件设计………………………………………………………35
   4.1.4通信软件设计……………………………………………………………38
   4.1.5计算部分软件设计………………………………………………………40
4.2系统抗干扰设计…………………………………………………………………42
4.3 补偿装置的使用 ……………………………………………………………44
总结…………………………………………………………………………………46
致谢…………………………………………………………………………………47
参考文献 …………………………………………………………………………48
附录（程序）
附录（原理图）