【正文】 VC (Advantage Static Var Compensator),屬于串聯(lián)型補償器。可以從到范圍內(nèi)變化。 圖 11 TSC 型無功補償裝置主回路2． FC TCR( Fixed capacitorThyristor Controlled Reactor)型無功補償裝置，它屬于并聯(lián)型無功補償裝置。主回路如圖11所示，是由多臺電力電容器并聯(lián)以及由可控硅構(gòu)成的執(zhí)行機構(gòu)組成。3．是引入電力電子變流技術(shù)，將變流器作為無功電源來調(diào)節(jié)無功的輸入和輸出，起到補償負(fù)載無功的作用?，F(xiàn)代并聯(lián)電容器補償裝置中的輸出回路就引進了該項技術(shù)。晶閘管的出現(xiàn)標(biāo)志著電力電子技術(shù)的誕生，并以此為起點，隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)和變流技術(shù)的發(fā)展，新型的電力電子器件不斷問世，由此引發(fā)了眾多行業(yè)的變革，如交流變頻調(diào)速技術(shù)的蓬勃發(fā)展。同步補償器的實質(zhì)是同步電機，當(dāng)勵磁電流發(fā)生改變時，電動機可隨之平滑的改變輸出無功電流的大小和方向，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行有好處。年和1996持續(xù)了短短72應(yīng)當(dāng)指出，節(jié)省240億千瓦時約相當(dāng)于一座400萬千瓦火電廠的年發(fā)電量，而建一座400萬千瓦的火電廠需綜合費用約為300億元，同時每年需燃燒煤約為1200萬噸，每年產(chǎn)生,等有害物質(zhì)約為600萬噸。設(shè)全國的理論線損與統(tǒng)計線損相一致，其中可變線損約占理論總線損的80%，則年可變線損電量約為3900億千瓦時。從我國電網(wǎng)功率因數(shù)和補償深度來看，我國與世界發(fā)達(dá)國家有不小差距。 A/D transformation uses ADC0809 , it is a section of quite practical A/D switching device. This equipment may track the electrical network reactive power the change and the automatic pensation, and this installment has the volume to be small, the precision is high, the price pared to the higher merit.Key Words: Reactive power pensation SCM(Single Chip Micyoco) Low voltage45第一章 1．1 研究背景 目前，我國的電網(wǎng)，特別是廣大的低壓電網(wǎng)，普遍存在功率因數(shù)較低、電網(wǎng)線損較大的情況。關(guān)鍵詞：無功補償，單片機，低電壓Design of low voltage reactive power pensation controllerAbstractWhat this article studies is based on the alteration of reactive power pensation of low voltage, then design an equipment for reactive power pensation of low voltage. As a kind of reactive power pensation, this equipment is basis on the electrical network monitor data ,and provides reactive power for city’s low voltage power grids. This thesis has discussed the importance of the reactive power pensation for the power grids ,and introduded the hardware and software of the controller. This device39。作為一種非實時的無功補償裝置，該裝置以定時的電網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)為依據(jù)，以城鎮(zhèn)低壓網(wǎng)(220V)的無功補償為對象。本文主要研究了無功補償對電網(wǎng)性能的改善，以及控制器的軟硬件的配置。s hardware core is AT89C51 SCM , which has many merits such as high operating speed. This monolithic integrated circuit is the low voltage which American ATMEL Corporation produces, a high performance CMOS 8 monolithic integrated circuits。導(dǎo)致此現(xiàn)象的主要原因是眾多的感性負(fù)載用電設(shè)備設(shè)計落后，功率因數(shù)較低。因此大力推廣無功補償技術(shù)是非常必要的，并且從以下數(shù)據(jù)，我們也能看出發(fā)展無功補償所能帶來的巨大經(jīng)濟效益。設(shè)當(dāng)前全國電力網(wǎng)總負(fù)荷的當(dāng)前功率因數(shù)，采用無功功率補償后，把電力網(wǎng)總負(fù)荷的功率因數(shù)提高到，則每年可以降低線損約為390億千瓦時，價值約為185億元。由此可見，產(chǎn)生相同的電力，無功補償?shù)馁M用約為新建電廠費用10%，而且無功補償設(shè)備的費用僅需兩個月的無功功率補償?shù)膶p節(jié)電費用即可全部收回。年南方電網(wǎng)的幾次事故，這些事故都促使人們采取各種措施以維持電網(wǎng)穩(wěn)定。但同步補償器成本高，安裝復(fù)雜，維護困難，使其推廣使用受到限制。同樣電力電子技術(shù)對無功補償技術(shù)也帶來了新的發(fā)展鍥機。2．是作為無功輸出的調(diào)節(jié)開關(guān)。經(jīng)常用的是靜止調(diào)相機和有源濾波器。裝置根據(jù)無功電流的大小來決定投入電容組數(shù)。其主回路如圖12所示。補償器的電流，此電流可隨角的變化而變化為感性或容性，這樣就改變了FCTCR的無功功率，并可連續(xù)均勻的調(diào)節(jié)。它由于輸出電壓可超前或滯后系統(tǒng)電壓，因此可以和系統(tǒng)進行有功、無功之間的交換。首先是對無功補償中一般問題進行分析，其次是對無功補償計算方案的分析。磁場所具有的磁場能是由電源供給的。無功功率在電力網(wǎng)元件中流動，將會在電力網(wǎng)元件中引起電壓損耗和功率損耗，降低電網(wǎng)的電壓質(zhì)量，增加電網(wǎng)的線損率。2．1 無功補償?shù)脑韺㈦娙萜骱碗姼胁⑦B在同一電路中，電感吸收能量時，正好電容器釋放能量，而電感放出能量時，電容器卻在吸收能量。無功補償?shù)淖饔煤驮砜捎蓤D2．2來解釋：設(shè)電感性負(fù)荷需要從電源吸取的無功功率為，裝設(shè)無功補償裝置后，補償無功功率為，使電源輸出的無功功率減少為，功率因數(shù)由提高到，視在功率減少到?？梢姡虿捎脽o功補償措施后，電源輸送的無功功率減少了，相應(yīng)的也使電網(wǎng)和變壓器中的功率損耗的下降，從而提高了供電效率。當(dāng)并聯(lián)電容器投入運行時，流入電容器的容性電流與方向相反，故可抵消一部分使電感性電流分量降低為，總電流由降為，功率因數(shù)也由提高到。這是完全的補償，線路上的電流是為產(chǎn)生負(fù)載實際功率(平均功率)而攜帶能量最小的電流，因而在線路上造成的損失是最小的。低壓補償對用戶及供電部門都有利。且具有投資少，配置靈活，維修簡單等優(yōu)點。在負(fù)荷時接近空載，此時配電變壓器的空載無功是電網(wǎng)無功負(fù)荷的主要部分。由于用戶負(fù)荷有一定的波動性，故推薦選用自動投切方式。 設(shè)補償前線路電源電壓為，線路末端電壓為，線路輸送的有功功率為，無功功率為，電阻為，電抗為，則 補償無功后，線路末端電壓升為則 所以投入無功補償后末端電壓增量為 故補償容量 若為三相線路，則所需的補償容量為 式中 ——三相線路的線電壓增量，KV ——三相線路的線電壓，KV2．4 本章小結(jié) 本章主要介紹了無功補償?shù)幕驹恚敬卧O(shè)計的裝置主要是面向低壓電網(wǎng)的，可以采用從提高功率因數(shù)需要來確定無功補償，同時又可取標(biāo)準(zhǔn)電壓作為電容器切除標(biāo)準(zhǔn)，這樣既考慮到功率因數(shù)的需要，又考慮到穩(wěn)定電網(wǎng)電壓質(zhì)量的要求。 工作方式：動態(tài)跟蹤，邏輯判斷，自動及時補償容量。. 現(xiàn)場參數(shù)顯示：可現(xiàn)場顯示電網(wǎng)運行參數(shù)，比如電壓、電流、功率因數(shù)。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷0） /INT1（外部中斷1） T0（記時器0外部輸入） T1（記時器1外部輸入） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。振蕩器特性: XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。在某一時刻，模擬開關(guān)只能與一路模擬量通道接通，對該通道進行A/D轉(zhuǎn)換。選中通道的模擬量到達(dá)A/D轉(zhuǎn)換器時，A/D轉(zhuǎn)換器并未對其進行A/D轉(zhuǎn)換。這時ADC0809的時鐘頻率為500KHz，A/D轉(zhuǎn)換時間為130uS。 (2)查詢法EOC必須接到AT89C51的一條I/O線上。單片機啟動A/D轉(zhuǎn)換后可以做其它工作，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，EOC由0—1經(jīng)過非門傳到INT端，AT89C51收到中斷請求信號，若AT89C51開著中斷，則進入中斷服務(wù)程序，在中斷服務(wù)程序中單片機讀取A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果。 （2）對+5V電源進行監(jiān)視：當(dāng)+5V電源正常時，RESET為低電平，單片機正常工作；當(dāng)+5V電源電壓降至+，RESET輸出高電平，對單片機進行復(fù)位。1602型LCD顯示模塊具有體積小，功耗低，顯示內(nèi)容豐富等特點。其特性分別如下：SPT204 實際上一款毫安級精密電流互感器，輸入額定電流為2mA,額定輸出電流為2mA。調(diào)整圖中反饋電阻R和r的值可得到所需要的電壓輸出。它具有以下特點: 超低失調(diào)電壓: 超低溫漂: 超低失調(diào)電流: 高開環(huán)增益:134dB 寬供電范圍:OPA2277具有連續(xù)的供電范圍，這使它不像大多數(shù)的OP系列運放局限于固定的工作電壓。以電流互感器SCT254AK為例，若互感器的副邊電流為,要求的輸出電壓為，則特性為: —輸入和輸出腳間的跨接電阻。調(diào)整圖中反饋電阻R和r的值可得到所需要的電壓輸出。當(dāng)電流較大時，可選用較大變比的電流互感器，一般有100:1或1000:5等系列可供選用。以下是其中一路光電隔離和驅(qū)動電路。3．5 本章小結(jié) 本章主要介紹了本次設(shè)計的要求和采用的硬件裝置的基本功能，完成了各硬件之間的接口連線問題，硬件主要包括的功能有數(shù)據(jù)采樣和條理、模擬信號轉(zhuǎn)換為單片機可讀的數(shù)字信號、單片機進行數(shù)據(jù)處理、單片機進行對顯示和控制電路的控制、看門狗主要起對單片機運行狀況進行檢測，在單片機運行出現(xiàn)問題是及時對其復(fù)位。，投入第一組電容器組；再進行第二次檢測，計算得到功率因數(shù)再于默認(rèn)值進行比較，繼續(xù)投入第二組電容器組，以次類推，直到實際功率因數(shù)小于標(biāo)準(zhǔn)。 根據(jù)定義，電壓的有效值U是加在電阻R上單位時間內(nèi)所做的功，其U數(shù)學(xué)表達(dá)式[2]是：即： 將上式在時間上進行離散，就得到U的離散表達(dá)式： 式中：——電壓采樣周期中的第個采樣點的值 對電流有效值有相似的離散表達(dá)式： 式中：——電流采樣周期中的第個采樣點的值 由上兩式可得視在功率 有功功率P的定義為：單位時間內(nèi)，電壓和電流所作的不可逆的功，其數(shù)