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单片机在功率因数自动补偿上的应用

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(论文 页数:42 字数:19273)中文摘要: 本文提出了以三相电压相应的保护方案,设计了一种用于低压配电系统的智能型功率因数自动补偿控制系统,该控制器以单片机为测控中心,自动完成对低压配电系统电气参数的测量、运算、判断及功率因数的自动补偿控制。[抗干扰]运行过程中,当系统的功率因数超出其设定范围时,控制器将自动投、切电容器组,控制器能够实现功率因数值、有功功率、无功功率,视在功率的显示,具有比较高的可靠性和实用性。
英文摘要:
An intelligent controller of power-factor automatic compensation used in low voltage power system is introduced , and an under voltage protective scheme based on there phase voltage is presented. Sngle chip is acted as the core of the controller , which perform multi-functions automatically such as electric parameters measure , operation , estimation , as well as automatic compensation controlling for power-factor. During operating , in case the power factor of the system was under set value , the capacitor cells would be automatically or manually cut on/ off . Furthermore , the controller can display the system parameters momentarily. Experiment shows that the intelligent controller is reliable and practical .

 

目 录
1绪论
1.1 研究背景及意义(无功补偿研究的理论及现实意义)
1.2 国内外研究现状(给出无功补偿的研究现状,包括硬件装置,软件,控制算法等。给出它们存在的不足,引出本文研究的重点)
1.3 论文研究内容(简要说明论文内容)
2无功补偿原理
2.1 无功补偿的一般概念
2.1.1电力网络功率因数
2.1.2提高功率因数的意义
2.2 无功补偿对电压损失率的影响及其经济当量
2.2.1无功补偿对电压损失和电压损失率的影响
2.2.2最佳功率因数的确定
2.3 低压无功补偿的实用方法
3 无功补偿控制器硬件电路设计
3.1 无功补偿装置的功能要求
3.2 控制器的硬件结构
3.3 信号调理电路设计
3.3.1互感器信号转换及电流—电压转换电路
3.3.2电流信号放大电路
3.3.3电平提升电路
3.4 控制电路及功能电路设计
3.4.1 CPU选型
3.4.2功能电路设计
3.4.3投切控制电路设计
3.4.4滤波电路
3.4.5 键盘显示接口电路
3.4.6 补偿电容切换接口电路
3.5 通信电路设计
3.6 电源电路设计
3.6.1主电源电路
3.6.2电压基准源的选择
4 无功补偿控制器软件设计
4.1 软件结构图
4.2 检测(采集)模块设计
4.3 计算模块设计
4.3.1计算的理论依据
4.3.2电压、电流、功率因数的修正
4.3.3电压—电流相位的判断
4.3.4谐波分析分析及傅立叶变换
4.3.5滤波算法
4.4 控制模块设计
5 系统抗干扰设计及调试
5.1 硬件抗干扰设计
5.2 软件抗干扰设计(从软件角度,减少干扰的措施及实现)
5.3 系统调试
5.3.1的基本方法及工具
5.3.2 系统调试的过程及注意事项
6 总结与展望
7参考文献:


1绪论
1.1 研究背景及意义(无功补偿研究的理论及现实意义)
电力是我国的主要二次能源,随着国民经济的发展,节电降耗,减少生产成本是企业追逐的目标。但是电力系统中先天性的存在着大量的无功负荷,这些无功负荷来自电力线路、电力变压器以及用户的用电设备。系统运行中大量的无功功率将降低系统的功率因数,增大线路电压损失和电能损失,严重影响着电力企业的经济效益。解决这些问题的一个有效途径就是进行无功补偿。功率因数的提高,不仅能提高供电设备的供电能力,而且可以降低电力系统的电压损失,减少电压波动,改善电能质量,降低电能损耗,从而节省电力提高企业的经济效益。同时 , 在 现代电力企业中,功率因数是考核配电网运行的重要指标,为达到考核指标,必须结合本地区的具体情况,进行无功的规划,其规划的目的是:
(1) 保证规划地区的无功平衡,维持电力系统的无功稳定。
(2) 提高地区电网电压的质量,使地区电网无功、电压优化运行。
(3) 提高功率因数、改善地区电网电能质量,提高电力企业经济效益。
(4) 合理确定无功补偿方式、无功补偿容量、无功补偿的安装地点使补偿效果最佳 。

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