无功补偿论文：一种新型智能低压无功补偿装置的设计

【中文摘要】无功功率是影响电力系统电压稳定的重要因素,无功功率在电网中传输会加大网络损耗,降低电能利用率,影响供电质量。因此在线路的适当位置对电网进行无功补偿是保证系统高效可靠运行的有效措施之一。本文阐述了无功补偿的基本原理以及对电网性能的改善作用,给出了控制装置的设计方案。控制器采用新型的电能参数计量芯片ATT7022A实时采集电网运行数据,以TI公司的32位定点数字信号处理器TMS320F2812为控制核心,与传统的单片机控制器相比运算速度高,实时性好。本论文中电容器组以二进制编码方式分组,优化了电容器的投切阈值,从而最大限度地提高了补偿效率和连续性。通过采用“电压—无功功率”综合控制思想,对原有的“九区图”控制策略进行了改进,使得电容器组能够准确投切到位,避免了电容器组在临界区域的频繁投切。同时,电容器组采用永磁真空同步开关控制,实现了无涌流切换。本文还介绍了装置主要电器元件的选型方案,并且充分考虑了电容器组等内部器件的保护。为了实现该装置的功能,本文设计了较为完整的控制器硬件电路及系统的主电路,主要包括采样电路、触发电路、保护电路、电源电路等。软件设计采用了C语言模块化编程思想,提高了系统...

【英文摘要】Reactive power is an important factor which affects the power system voltage stability. The transmission of reactive power in electric network can lead to network loss, resulted in reduction of using efficiency of power energy and seriously affects the power supply quality. Therefore, reactive power compensation is one of the effective measures to assure reliable and high efficient operation of power system.This paper mainly introduces the basic principle of reactive power compensation, the performance ...

【关键词】无功补偿 控制器 数字信号处理器 电容器组

【英文关键词】Var compensation Controller Digital signal Processor Capacitor bank

【目录】一种新型智能低压无功补偿装置的设计摘要4-5Abstract51 绪论9-121.1 课题背景以及研究意义91.2 无功补偿技术的研究现状以及发展趋势9-111.3 论文的主要内容11-122 电力系统无功补偿的基本原理12-172.1 无功功率的产生和作用12-132.2 并联电容器组无功补偿的原理132.3 电容器组的投切对系统电压和无功的影响13-152.4 电力电容器组的接线类型15-162.5 补偿位置的确定16-173 并联电容器组无功补偿装置关键技术研究17-273.1 最佳目标功率因数的确定17-183.2 无功补偿容量的确定18-193.3 并联电容器组的同步投切技术19-223.3.1 电容器组投切暂态过程以及投入时刻的选取19-203.3.2 三相电容器组的同步投切技术20-223.4 电容器组的分组方式以及电容器组的投切阈值的确定22-243.5 控制目标的选取以及控制策略的确定24-263.6 电容器组分补与共补的配合问题26-274 装置主回路设计及主要电气元件的选取27-374.1 并联电容器组的选定27-284.2 串联电抗器的选取28-294.2.1 串联电抗器的基本选用原则28-294.2.2 电抗率的确定294.3 放电线圈接线的设计29-304.4 电容器组投切装置的选用30-344.4.1 永磁真空同步开关的选用及控制原理30-334.4.2 磁保持继电器的选用及控制原理33-344.5 主回路的设计34-374.5.1 主回路设计方案一34-354.5.2 主回路设计方案二35-3.5.3 方案评述及方案选择36-375 无功补偿装置保护部分的研究37-405.1 电容器组保护37-395.1.1 过电压保护375.1.2 欠电压保护375.1.3 失电压保护37-385.1.4 电压缺相保护385.1.5 电流保护385.1.6 温度保护38-395.2 主控制器保护39-405.2.1 控制器供电异常395.2.2 触发信号的保护39-406 控制器硬件设计40-546.1 控制器设计方案40-416.2 电网数据采集处理模块41-436.3 电容器组保护单元43-466.3.1 电容器组电流信号采集电路43-446.3.2 电容器组温度测量模块44-466.4 电压、电流过零点检测46-476.5 电容器组投切状态检测电路476.6 永磁真空同步开关的控制电源模块47-496.7 磁保持继电器控制电源电路49-506.8 继电器输出接口电路50-516.9 电源模块51-526.10 硬件抗干扰措施52-547 系统软件设计54-627.1 软件总体结构547.2 系统的初始化54-577.3 数据读取与处理模块577.4 “九区图”控制策略的软件实现57-587.5 磁保持继电器与永磁真空同步开关的动作时序控制模块58-617.6 中断子程序61-628 装置调试及试验结果62-678.1 控制器硬件电路调试62-8.1.1 电号采集模块调试62-638.1.2 电号过零点检测模块调试638.1.3 永磁开关电源控制电路输出波形63-8.2 控制器部分软件调试-658.2.1 cmd文件的配置-658.2.2 SPI通讯模块调试过程中的数据丢失问题658.3 装置调试65-67结论67-68参考文献68-71攻读硕士学位期间发表学术论文情况71攻读硕士学位期间参与科研项目情况71-72致谢72-73