一种改进型低压无功补偿装置的设计与实现

摘要

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。在电力系统中，由于大量非线性负荷的使用使得电网的功率因数下降，特别是一些大型冲击型负荷，会使电网的无功功率在一个很大的范围内变动，严重影响电网的供电质量，也使电网运行的经济效益受到较大的损失。因此，如何对配电网进行无功功率补偿，提高电网的功率因数，己成为电力电子技术、电力系统自动化研究领域所面临的一个重大课题，受到越来越多的关注。 本文结合武汉网安科技公司的早期产品在广东、贵州、湖北等地的使用情况，分析了无功补偿的基本原理，对目前几种应用广泛的无功补偿装置的原理、优缺点及适用场合等进行了分析。在此基础上，以STC89C516RD为处理核心，围绕它设计了一种带有远程无线数据传输功能的改进型低压无功补偿装置。本文分析了系统方案的选择，介绍其相应的软、硬件设计和实现，包括数据采集、补偿控制、数据存储、通讯模块、人机交互等各子模块的设计和实现，并给出了详细的原理图和程序流程图以及部分程序，对通过GSM模块TC35进行远程配电监测、控制与通讯进行了比较详细的分析与研究。最后，对装置进行了系统调试和结果分析，结果显示装置运行良好。 本文针对目前国内外同类设备没有远程配电监测功能、智能化程度不足的缺点，装置进行大量改进，具有抗干扰能力强、测控精度高、性价比高等优点，主要表现有：控制策略更加合理、选用复合开关进行投切、具有配电监测功能、具有远程无线通讯能力、多重保护功能等。装置已通过电磁兼容测试和国家质量技术监督局的技术验证，经过现场挂网实验，运行结果表明该装置软硬件设计合理、性能稳定可靠，达到了预期的设计要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1课题研究背景

1.2低压配电网无功补偿的意义

1.3 国内外无功补偿装置的发展和现状

1.3.1 国内外无功补偿装置的发展现状

1.3.2 现有主要无功补偿装置存在的缺点

1.4本文所做的主要工作

第2章系统的总体设计

2.1系统整体功能结构

2.2系统的整体功能流程图

2.3系统实现的主要目标及性能指标

2.3.1 系统的主要实现目标

2.3.2 系统性能指标

第3章改进型低压无功补偿装置的硬件设计与实现

3.1 系统主要模块选型及介绍

3.2系统主要功能模块的设计

3.2.1 输入信号调理电路设计

3.2.2 A/D转换电路设计

3.2.3 数据存储部分电路设计

3.2.4 人机交互部分电路设计

3.2.5 输出驱动电路设计

3.3系统辅助功能模块的设计

3.3.1 时钟电路设计

3.3.2 电源电路设计

3.3.3 通讯电路设计

第4章改进型低压无功补偿装置的软件设计与实现

4.1 系统软件模块划分与概述

4.2嵌入式软件设计与实现

4.2.1 信号采集模块设计

4.2.2 控制模块的设计

4.2.3 人机交互模块设计

4.2.4 数据存储模块设计

4.2.5 保护模块设计

4.3 通讯模块软件设计与实现

4.3.1 AT指令分析

4.3.2 TC35 通信测试

4.3.3 GSM模块与监控中心通信协议设计

4.3.4 MCU与GSM模块通信设计与实现

第5章 改进型低压无功补偿装置的调试和结果分析

5.1系统功能调试

5.1.1 硬件调试

5.1.2 软件调试

5.2系统运行结果分析

5.3系统抗干扰性分析

第6章总结与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文