低压无功补偿器设计.ppt
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1、 低压无功补偿器设计 作者:指导教师:2011年6月15日国内外无功补偿技术的现状早期的无功补偿装置为并联电容器和同步补偿器,多用在系早期的无功补偿装置为并联电容器和同步补偿器,多用在系统的高压侧进行集中补偿。至今并联电容器仍是一种主要补统的高压侧进行集中补偿。至今并联电容器仍是一种主要补偿方式,应用范围广泛,只是控制器在不断的更新发展。同偿方式,应用范围广泛,只是控制器在不断的更新发展。同步补偿器的实质是同步电机,当励磁电流发生改变时,电动步补偿器的实质是同步电机,当励磁电流发生改变时,电动机可随之平滑的改变输出无功电流的大小和方向,对电力系机可随之平滑的改变输出无功电流的大小和方向,对电力
2、系统的稳定运行有好处。但同步补偿器成本高,安装复杂,维统的稳定运行有好处。但同步补偿器成本高,安装复杂,维护困难,使其推广使用受到限制。护困难,使其推广使用受到限制。随着近代电力电子技术的出现和发展,无功补偿技术也随之随着近代电力电子技术的出现和发展,无功补偿技术也随之发展。晶闸管的出现标志着电力电子技术的诞生,并以此为发展。晶闸管的出现标志着电力电子技术的诞生,并以此为起点,随着半导体制造技术和变流技术的发展,新型的电力起点,随着半导体制造技术和变流技术的发展,新型的电力电子器件不断问世,由此引发了众多行业的变革,如交流变电子器件不断问世,由此引发了众多行业的变革,如交流变频调速技术的蓬勃发
3、展。同样电力电子技术对无功补偿技术频调速技术的蓬勃发展。同样电力电子技术对无功补偿技术也带来了新的发展也带来了新的发展锲机。锲机。无功补偿原理 设电感性负荷需要从电源吸取的无功功率为设电感性负荷需要从电源吸取的无功功率为Q Q,装设无功补偿装置,装设无功补偿装置后,补偿无功功率为后,补偿无功功率为QcQc,使电源输出的无功功率减少为,使电源输出的无功功率减少为Q=Q=Q-Q-QcQc,功率因数由,功率因数由coscos提高到提高到coscos,视在功率,视在功率S S减少到减少到SS。无功补偿原理 图中的用电负荷总电流图中的用电负荷总电流I I可以分解为有功电流分量可以分解为有功电流分量IpI
4、p,和无功电流分,和无功电流分量量Iq(Iq(电感性的电感性的)。当并联电容器投入运行时,流入电容器的容性电流。当并联电容器投入运行时,流入电容器的容性电流IcIc与与IqIq方向相反,故可抵消一部分方向相反,故可抵消一部分IqIq使电感性电流分量使电感性电流分量IqIq降低,总电降低,总电流流I I由降为由降为I I,功率因数提高。这时,负荷所需的无功功率全部由补,功率因数提高。这时,负荷所需的无功功率全部由补偿电容供给,电网只需供给有功功率。偿电容供给,电网只需供给有功功率。低压无功补偿器的结构图 硬件设计 CPUCPU AT89C51AT89C51是低电压、高性能的是低电压、高性能的CM
5、OS 8CMOS 8位单片机,片内含位单片机,片内含4K bytes4K bytes的可反复擦写的的可反复擦写的只读程序存储(只读程序存储(PEROMPEROM)和)和128bytes128bytes的随机存取数据存储器(的随机存取数据存储器(RAMRAM),器件兼容),器件兼容标准标准MCS51MCS51指令系统,内置通用指令系统,内置通用8 8位中央处理器(位中央处理器(CPUCPU)和)和FlashFlash存储单元。存储单元。硬件设计 A/DA/D转换器器 ADC0809ADC0809是一种是一种8 8路模路模拟输入逐次比入逐次比较型型A/DA/D转换器。它由器。它由8 8路模路模拟开
6、开头、地址、地址锁存与存与译码器、器、8 8位位A/DA/D转换器和三器和三态输出出锁存存缓冲器冲器组成。成。ADC0809ADC0809芯片可以分芯片可以分时处理理8 8路模路模拟量量输入信号,使用模入信号,使用模拟开开关切关切换。在某一。在某一时刻,模刻,模拟开关只能与一路模开关只能与一路模拟量通道接通,量通道接通,对该通道通道进行行A/DA/D转换硬件设计 看门狗看门狗 系统采用监控系统采用监控芯片芯片MAX813LMAX813L构构成硬件狗,与成硬件狗,与AT89C51AT89C51的的接口电路如右接口电路如右图所示。图所示。硬件设计 LCDLCD显示示 本次设计采用本次设计采用160
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