电网无功功率自动补偿控制装置研究

随着供需矛盾的加深及人们对供电质量要求的提高,配电网无功功率补偿成为目前电力系统中的一项重要工程。本课题通过设计无功补偿自动控制器来实现并联电容器组的自动投切,完成无功功率的自动补偿,保证电力网的电力品质合格。 以功率因数和电压两个量作为动作判断的依据,对电容进行投切是本设计的动作原理,即根据“保证电压合格,无功基本平衡,尽量减少控制次数的原则”,当电网电压处于合格范围时,以提高功率因数、降低电能损耗为主要目的,当无功功率越上限时,投入电容器组来降低无功功率,当无功功率越下限时,切除电容器组来提高无功功率;当电网电压过高时,将投入的电容切除来降低电网电压。对现存无功自动控制器所存在的不足,从软件实现上作了一些改进,采用优化的投切控制区域图实行控制,并实现对电容器组进行强行投入和强行切除控制,基本上克服了所存在的不足,提高了补偿精度和快速性,实现了循环投切,避免了投切振荡,延长了电容器组的寿命;从硬件设计和软件设计上采取多项抗干扰措施进行电磁兼容设计,提高装置的抗干扰能力,使装置的工作更加稳定。 以CS5460A为核心芯片,可获得很高的测量精度;以功能强大的AT89C52单片机为控制器,使控制器具有很高的灵活性与可靠性。CS5460A从电网中检测到功率因数的相关参数(电压、电流、有功功率)送单片机,单片机计算出功率因数,将计算出的功率因数和电压与设定的功率因数和电压上下限进行比较,按优化的控制区域图控制规则,发出相应的电容器投切的命令。 本装置提供了友好而简易的操作界面,能够实时显示电压、电流、功率因数、投切电容器组等状态,并设有报警、闭锁功能。同时用户可根据需要通过键盘设定功率因数上、下限值和过电压值等参数。采用RS-485总线标准在单片机与上位机之间实现串行通讯,上位机可实时监控功率因数、电压等状杰。