基于AT89C51单片机的全自动无功补偿装置设计与应用
内容摘要
本文设计了一种全自动的无功功率补偿装置。这个装置是在参考手动无功功率补偿装置和电磁无功功率补偿装置的基础上设计的。它主要采用AT89C51单片机作为核心控制器，从而实现自动控制。通过查询电网的电压和电流资料，以获得COSφ和有功功率。该装置从而可实现功率因数补偿COSφ=0.95，并能保证电容器的自动切换时的功率因数的变化，可以实时显示当前的功率因数，电流和有功功率，并且可实现手动和自动控制。
关键词：无功补偿；AT89C51单片机；功率因素；自动控制
目录
TOC\o1-3\h\z\u内容摘要 1
1绪论 3
1.1课题的背景及意义 3
1.2国内外研究和发展动态 4
1.2.1国内外无功补偿技术应用概况 4
1.2.2无功补偿技术发展方向 4
1.3论文主要工作 5
2无功补偿简介 5
2.1无功功率和无功补偿的基本概念 5
2.2无功补偿原理 6
2.3无功补偿装置 8
3无功补偿装置的硬件设计 13
3.1无功补偿装置的硬件构成 13
3.2电压和电流的采集 14
3.3电压、电流及功率因素和有功功率的计算 15
3.4补偿电容量的计算及电容器的选择 16
4无功补偿应用研究 17
4.1常见的无功补偿方案 17
4.2无功补偿效果分析 18
5结论 19
参考文献 19
1绪论
1.1课题的背景及意义
随着人们日常生活和生产质量的提高以及工业的快速发展，能源系统中的非线性器件越来越多，降低了能源系统的可靠性和稳定性，降低了负荷和功率的功率因数。大部分能量不是由负载消耗的，而是在传输线中来回传输的，导致传输线开始处的电压降很大，导致负载端的电压不足，从而影响负载的供电质量。因此，功率因数和无功补偿的时间和动态改善是当前能源行业的研究热点之一。
目前，无功补偿装置主要包括同步补偿器、并联电容器组和高性能SVC，但它们都有一些缺点。同步补偿器运行损耗大、噪声大、维护繁琐、响应速度慢，不能满足当前快速动态补偿网络的需要[1]。虽然并联电容器组更灵活，可以直接用于高压电网，但其阻抗值是固定的，不能补偿电网的动态无功功率。SVC是一种和谐的污染源，但也可以和谐生产。因此，我们需要使用过滤器来增加投资。
无功补偿技术与传统技术相比具有很大的优势。有很多方法可以获得电力。发电机发电只是其中之一，能源也可以通过调整摄像头等技术获得。其次，远距离使用的无功补偿技术存在一定的缺陷。在远距离传输能量时，对整个发电系统和接收终端有一定的标准和要求。接收端所需的两个端子之间的电压差大，无功补偿技术不能太大。好好利用它。3、反应功率补偿技术必须独立控制其中的电压，最终实现能源系统的无功平衡。
从无功补偿技术的原理来看，它主要连接到两个并联的装置上，两个装置可以在连续负载之间转换能量，以消耗更少的能量。特别是，这两个设备都配备了电容式电源。感应电力负载装置。同时，还可以避免变电站和电器的巨大损失，确保供电质量不降低。还可以节约一定的能源，减少不必要的投资和能源消耗。一方面，有利于促进中国经济的可持续发展，提高可持续发展水平。另一方面，它还可以确保能源系统的稳定，确保人们的能源需求和安全。
在电力系统的运行中，它受到多方面的影响，限制和闲置设备的影响也不同。例如，如果电力系统维护中的能量损失达到一定程度，无疑会增加电压，造成一定的安全隐患。如果这些问题得不到解决，电力系统就会受到直接威胁。一生。换句话说，随着线路的老化，它也构成了巨大的威胁，无法保证电力系统的稳定运行。无功补偿技术和电气自动化技术的应用可以提高工作效率，保证能源系统的稳定运行，科学合理地将无功功率分配到电网，使整个电力系统正常运行。减少损失，避免浪费能源。
如果是一个正在运行的电网，其耗电量低于电力系统，这对线路和变压器系统构成了极大的威胁，降低了线路和变压器系统的使用寿命，并造成了许多重大损失。这个问题一直存在，直到无功补偿技术在电气自动化中的应用。它以自身优势避免了这种损失，保证了供电系统的稳定，极大地提高了供电公司的运行效率，为中国电力系统的发展做出了卓越的贡献。
1.2国内外研究和发展动态
1.2.1国内外无功补偿技术应用概况
我国电网中目前使用最为广泛的补偿装置是机械投切的并联电容器组。为满足调压要求，在低压供电网络中装设了大量的并联电容器组，在中压配电网络中装设了少量的并联电容器组。20世纪70年代初，武汉钢铁公司在1.7cm轧机工程中进口了由比利时直流励磁