單片機(jī)無功動態(tài)補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)

組件A1～A8是八路隔離、驅(qū)動電路。光電耦合器有很強(qiáng)的電氣隔離能力，使單片機(jī)等弱電系統(tǒng)與強(qiáng)電系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)電氣隔離。單片機(jī)的輸出口P1．0～P1．7為高電平時(shí)，光電耦合器V4～V11中的光敏管呈低阻值，使晶體管V12～V19導(dǎo)通和繼電器KD1～KD8吸合，驅(qū)動電力移相電容器組的投運(yùn)，發(fā)光二極管V28～V35發(fā)光指示：單片機(jī)的輸出口P1．0～P1．7為低電平時(shí)，則繼電器釋放、發(fā)光二極管熄滅、電容器組退運(yùn)。發(fā)光二極管V1作直流5V電源指示，V36作電網(wǎng)過電壓指示，V37作系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)指示。

2　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

單片機(jī)系統(tǒng)中的程序存儲器D1只有寫入相應(yīng)的程序后，控制器才能運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)所要求的功能。程序可采用如圖3所示的框圖。

初始化程序使將要使用的數(shù)據(jù)存儲器清零或者放入設(shè)定數(shù)據(jù)：置P1．0～P1．7口為”0”，使所有電容器組退運(yùn)；置P3．1、P3．3口為”0”，使指示燈熄滅。

電壓檢測程序進(jìn)行電壓測量，并對每次電壓測量值進(jìn)行分析，找出電壓過零點(diǎn)，記下過零點(diǎn)的時(shí)間。由于被測信號是正弦半波，其有效值可以用峰點(diǎn)值或者半波內(nèi)的平均值代替（平均值比峰點(diǎn)值準(zhǔn)確）。如果20～40s時(shí)間內(nèi)電壓持續(xù)高于正常值，則作為過電壓處理。電流檢測程序與電壓檢測程序相似。

根據(jù)電壓、電流的過零點(diǎn)時(shí)間差得到其相位差，再通過計(jì)算或查表求得cosΦ（功率因數(shù)）和sinΦ，把電壓、電流、sinΦ和系數(shù) 這四者相乘，就得到需要補(bǔ)償的無功功率量，然后將此與電容器組的功率進(jìn)行比較，決定是否投切電容器組。

投切電容器組要體現(xiàn)反時(shí)限特性，即如果偏差值較大，相應(yīng)地縮短兩次動作的間隔時(shí)間。

在計(jì)時(shí)、相位檢測和對自復(fù)位電路輸出一定頻率的方波過程中，都需要一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)。這可以使用8031內(nèi)部定時(shí)器，在程序安排中采用中斷方式。

3　結(jié)束語

采用單片機(jī)控制電路對多組電力移相電容器進(jìn)行自動投切，從硬件軟件兩方面來提高可靠性和穩(wěn)定性，大大提高了性能價(jià)格比。具有過壓、低流、過補(bǔ)、欠補(bǔ)等異常情況的自動判斷與處理功能；整個(gè)控制過程靈活，操作簡單，能使線路功率因數(shù)控制在所需范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)跟蹤補(bǔ)償；不僅減輕了勞動強(qiáng)度，還大大提高了供電質(zhì)量，節(jié)約了能源。

參考文獻(xiàn)
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