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1、高压无功补偿控制器的设计 作者： 日期：2021届本科毕业设计一号黑体居中高压无功补偿控制器的设计院 系 名 称物理与电子信息学院小三号黑体专 业 名 称电子信息科学与技术小三号黑体学 生 姓 名张三丰小三号黑体学 号090524111小三号Times New Roman指 导 教 师何大壮教授小三号黑体完 成 时 间2021年5月8日小三号黑体摘 要本高压无功补偿控制器是适用于变电站用的并联电容器组的自动投切控制系统，该设计基于AVR系列中的高档单片机mega64微处理器为核心，采用交流取样技术，可以对变电站的并联电容器组进展实时无功补偿投切控制。该控制器可实现：实时数据显示、设置功能、保护
2、功能、无功补偿投切控制等根本功能，由于采用单片机控制12864图形点阵液晶显示模块，所以具有较好的图形用户界面，并且界面容易扩展改良，由于本设计采用了交流采样技术，所以实现交流实时采样。关键词： 无功补偿；交流采样；单片机AbstractThis high pressure have no repair controller that is applicable to the transformer substation to use of merge the capacitor set of automatic hurl slice to control the system, this d
3、esign is based on a machine mega 64 microprocessor within series of AVR for core ,and adopt the exchanges sampling technique, it can merge to the transformer substation the capacitor set carry on the solid hour have no repair the hurl slice the control .This controller can carry out: Solid hour data
4、 manifestation, constitution function, protection function, have no repair hurl to slice to control the basic of function, etc. Because of adopting a machine to control 12864 sketches to order a LCD manifestation mold piece, so it has to very good of the sketch customer interface, and it is easy to
5、expand and improvement the interface, because of this design adopted the exchanges the sample technique, so carry out the exchanges the solid hour sample.Key Words： Have no repair；Communicate to sample；Signal chip microcomputer绪 论随着国民经济快速增长，城市、农村电网改造的完成。用电负荷快速增长，电力缺口增大，经济用电、节约用电越来越被供、用电部门重视。节约用电、经济用
6、电的重要手段就是提高电压的质量。加强电力系统无功管理，做到无功就地平衡，减少无功电力传输，减少供、用电系统发热损耗线损。特别是如轧钢机、电弧炉等冲击、非线性负荷的不断增加，加上电力电子技术的普遍应用，使得电力网发生了电压波形畸变、电压波动闪变和三相不平衡等，产生了电能质量降低、网络损耗增加等不良影响。因此解决好电网的无功功率因数补偿问题，对于提高电能质量、平安运行、降低损耗、节能、充分利用电气设备的能力等具有重要的意义。什么是无功补偿?有何作用？无功补偿是无功补偿电源的简称，指为满足电力网和负荷端电压水平及经济运行的要求，必须在电力网内和负荷端设置无功电源，如电容器、调相机等。无功补偿的配置应
7、采取根本上就地平衡、分级补偿和便于调整电压的原那么。在接近负荷端分散补偿，可减少无功功率的输送，从而降低损耗，减少压降，有较好的经济效果；集中安装在变电站内，那么便于控制操作，有利调整电压。变电站安装的无功补偿设备容量，一般是以在顶峰负荷时，其主变压器的功率因数到达一定数值 (如 35 110kV变电站到达 0.90.95)来考虑的，其值根据计算确定。不同变电站，视需要和可能，可安装调相机、并联电抗器、自动分组投切的电容器组或静止无功补偿器等无功补偿设备。有的送电线路也采用中间 (串联 )电容补偿。基于以上的说明，所以在这次设计中就介绍一下无功补偿控制器的设计，设计要求如下：控制器具有实时数据
8、测量，自动无功补偿投切控制功能。实时数据显示：显示系统中高压侧线电压如AC相、高压侧相电流如B相、功率因数、电容器投切状态、系统异常闭锁、控制器及控制对象异常显示。设置功能：电容容量、无功投入及切除门限系数、功率因数限制上下限、投切延时、电压过压保护上限、中压电压与高压电压夹角。保护功能：系统电压高于电压过压保护上限时,闭锁,自动解锁；当状态开关输入为不闭合时，依次分闸，闭锁失电也记住闭锁状态,手动解锁。无功补偿投切控制：控制并联电容器组；投切控制取样物理量为无功电流；具有自动补偿和手动补偿两种工作方式；根据设置及前一日的负荷状态，对电容器组实行投切控制，控制输出电容3路。控制方案如表0.1：
9、根本功能：闭锁自动解锁闭锁自动解锁COS上限COS下限闭锁自动解锁按无功切除功率因数合格，不投不切。在投入区间内，按无功投入过压电压正常表 0.1 自动无功补偿控制器控制方案在控制器内部预置三个时段： 7:30 11:30 13:30 17:30 18:30 22:30以功率因数下限为标准，以半个小时为记录单位，记录一天中符合要求的时段，每个时段最小为一个小时，一天最多三个时段。电容每天可以投入的次数最大10次。如果该日某路电容投入次数已经等于设定次数时，即使在应该投入的条件下，控制器对该路电容也不再投入。技术参数：根本参数电源电压：AC 100V 20% 电源频率：50Hz 5%取样电压：A
10、C 100V 20% 取样电流：0 5A本机功耗：15W控制参数路数：3 路输出接点：4路4*2个无源接点容量为AC 220V*5A，输出脉宽1 S 。输入接点：4路4个无源接点输入开关状态。 3路为电容开关状态输入，1路为系统状态输入。测量精度：电压：0.5 % 电流：0.5 % 功率因数: 1.0 % 第1章 概 述1.1 无功补偿的含义无功补偿是无功补偿电源的简称，指为满足电力网和负荷端电压水平及经济运行的要求，必须在电力网内和负荷端设置无功电源，如电容器、调相机等。无功补偿的配置应采取根本上就地平衡、分级补偿和便于调整电压的原那么。在接近负荷端分散补偿，可减少无功功率的输送，从而降低损
11、耗，减少压降，有较好的经济效果。集中安装在变电站内，那么便于控制操作，有利调整电压。变电站安装的无功补偿设备容量，一般是以在顶峰负荷时，其主变压器的功率因数到达一定数值 (如 35 110kV变电站到达 0.90.95)来考虑的，其值根据计算确定。不同变电站，视需要和可能，可安装调相机、并联电抗器、自动分组投切的电容器组或静止无功补偿器等无功补偿设备。有的送电线路也采用中间 (串联 )电容补偿。电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大局部属于感性电抗，在运行过程中需要向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器、同步调相机等容性设备以后，可以供应感性电抗消耗的局部无功功率，也即减少无功功
12、率在电网中的流动，因此可以降低输电线路因输送无功功率造成的电能损耗，改善电网的运行条件。这种做法称为无功补偿。无功补偿可以改善电压质量，提高功率因数，是电网采用的节能措施之一。配电网中常用的无功补偿方式为：在系统的局部变、配电所中，在各个用户中安装无功补偿装置；在上下压配电线路中分散安装并联电容机组；在配电变压器低压侧和车间配电屏间安装并联电容器以及在单台电动机附近安装并联电容器，进展集中或分散的就地补偿。在合理确定无功补偿容量时，应该注意以下两点：1不允许过补偿，否那么由于无功补偿容量过大，会使功率因数超前，向电网倒送无功，是不经济的。2在不同功率因数的条件下，每千乏补偿容量取得的补偿效益是
13、不一样的。功率因数愈高时，每千乏补偿容量对减少无功功率在输送过程中造成的损耗的作用，将相应变小。如提高后的功率因数接近1，那么补偿设备的投资将增加，投资的效益将减小。因此通常情况下，将功率因数提高到0.95左右为好。这样亦表达了合理补偿，以取得最正确技术经济效益的原那么。电力设备运行时，一般消耗电网中的电能，由于根据电气设备的阻抗特性分为电热、电感及电容型之分，其运行时的总电能为有功和无功这两局部组成，而有功局部是我们平时设备由电能转化为其他形式能量的这局部，而无功局部那么是用电设备消耗电网中的电能转化为热能的这局部，由于一般电气使用电动机为主，其主要反映为电感设备，如与其配备的机械设备较匹配
14、时，其输入近似为输出，如匹配差异较大时，那么反响无功较大，根据 ：功率因数=有功功率/无功功率。一般电业规定功率因数为低压-0.85以上 ，高压-0.9以上 。为了克制无功损耗，就要采用无功补偿装置来解决，工业上常采用同步电机和同步调相机和移相电容器进展无功补偿。目前大多数采用移相电容器为主。1.2 无功补偿的介绍1.2.1 无功补偿与节电无功电源同有功电源一样，是保证电能质量不可缺少的局部。在电力系统中应保持无功平衡，否那么，将会使系统电压降低、设备损坏、功率因数下降，严重时，会引起电压崩溃、系统解裂、造成大面积停电事故等。因此，解决电网的无功容量缺乏，增装无功补偿设备，提高网络的功率因数，对电网的降损节电，平安可靠运行有着极为重要的意义。当电网需要增设确实定后，即应按照“全面规划，合理布局，分级补偿，就地平衡的总原那么，进展合理的配置，以便取得最大的综合补偿效益。具体要求是：既要满足全区地区或县的无功功率平衡，还要满足分区供电区、分站变电站的无功平衡，尽可能地使长距离输送的无功量小，最大限度地减少功率及电能损耗。 集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主。既要在变电站进展集中补偿，又要在配电线路及局部用户进展分散补偿，但大局部补偿设备应配置在配电网络中，以实现就地就近补
