【正文】 i 基于單片機的無功補償裝置 摘 要 ： 眾所周知的，在現(xiàn)在的電力網(wǎng)中，因為現(xiàn)在的低壓電網(wǎng)里面的大多數(shù)電力設(shè)施都是感性的負載，由于它的特性，所以普遍存在著功率因素較低，在電網(wǎng)中消耗的線路損耗較大，造成電力能量比較差，所以，在實際中，無功補償很完美的運用在各行各業(yè)。但一些老的的做補償裝置的準確度低，容易對電網(wǎng)產(chǎn)生震蕩等等缺點，所以比較難在實際中實現(xiàn)。 在 電力系統(tǒng)本身來說 ,如果需要保證電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和它的經(jīng)濟性，那么保證無功補償?shù)姆€(wěn)定就是一定的，在正常的來說，當運行正常的時候，如果它的無功功率不能被其他的裝置維持 的話，那么電網(wǎng)中就需要提供大量的無功功率，這就會引起電壓的降低或者線損的增加，所以，不管是需要維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定還是我們想要的低成本，在電網(wǎng)中，我們都要加裝一些裝置，用來補償無功功率。 針對這種情況，本課題設(shè)計了一種全自動無功補償裝置。主要采用 ST89C52 單片機進行自動控制。系統(tǒng)對電網(wǎng)電壓和電流進行采樣、計算，從而獲得 COS∮和有功功率。本裝置可實現(xiàn)功率因素從很低到 ??COS ，而且能讓電容自動投切進電路，并且能顯示補償后的功率因素和 補償前的，和線路電流電壓。 關(guān)鍵字 ：無功補償 ST89C52 單片機 功率因素 自動控制 ii Abstract:As we all know,In the industrial production process,Classification and statistical work of different goods and modities in the pipeline is a daunting in the process of packing shipment of the era of manual will cost a lot of manpower. A fully automatic reactive power pensation devices. This device is in the previous inspection manual or electromagic reactive power pensation devices based on selfdesigned by the author, mainly using AT89C51 singlechip microprocessor as the realization of automatic to the power grid voltage and current sampling, puting, to gain COS ∮ and active. The device can be realized from the power factor COS ∮ = pensation to the COS ∮ = , power factor and can ensure that changes in the automatic switching to realtime shows that the current power factor, current and active, and can achieve the manual and automatic control. The system hardware circuit structure is simple, including laser sensor module, shaping circuit module, control unit module, humanputer interaction module, and digital camera interface circuit module. The control unit uses STC89C52 as the core controller. Humanputer interaction module includes a separate keyboard and LCD1602 LCD display circuit. Through the test of this design fully meet the requirements of the design requirement. Keywords: Reactive power pensation。 Power Factor。 Automatic control。 STC89C52 iii 目 錄 1. 引言 ..................................................................... 1 選題背景 ........................................................... 1 本設(shè) 計的要求 ...................................................... 2 論文的內(nèi)容和論文的結(jié)構(gòu)安排 ........................................ 3 2 系統(tǒng)方案總體設(shè)計 .......................................................... 4 系統(tǒng)需求分析 ........................................................ 4 無 功功率裝置原理 .................................................... 4 無功補償?shù)囊饬x ................................................ 4 系統(tǒng)方案選擇 ........................................................ 5 基于單片機的功率因數(shù)檢測方案選擇 .............................. 5 無功功率補償方案選擇 .......................................... 6 系統(tǒng)總體設(shè)計 ........................................................ 7 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)組成 .............................................. 7 系統(tǒng)原理 ...................................................... 7 3 系統(tǒng)硬 件電路設(shè)計 .......................................................... 9 功率因數(shù)測量電路 .................................................... 9 功率因數(shù)測量原理 .............................................. 9 基于單片機的測量原理分析 ...................................... 9 基于單片機的無功功率因數(shù)測量電路設(shè)計 ......................... 10 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計 ................................................... 12 單片機控制單元設(shè)計 ................................................. 14 單片機的介紹 ............................................... 14 中斷系統(tǒng) ................................................... 16 定時器 ...................................................... 16 顯示部分 .................................................... 17 控制系統(tǒng)電路設(shè)計 ............................................. 17 存儲電路設(shè)計 ................................................. 19 電容投切電路設(shè)計 ................................................... 19 電容投切原理 ................................................. 19 iv 電容投切電路設(shè)計 ............................................. 20 電源電路設(shè)計 ....................................................... 21 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ............................................................. 23 軟件開發(fā)環(huán)境介紹 ................................................... 23 C 語言介紹 ................................................... 23 軟件總體設(shè)計 ....................................................... 23 系統(tǒng)主程序設(shè)計 ............................................... 23 系統(tǒng)中斷程序設(shè)計 ............................................. 25 電容投切程序設(shè)計 ............................................. 26 5 系統(tǒng)建模與仿真結(jié)果分析 ................................................... 28 系統(tǒng)仿真環(huán)境介紹 ................................................... 28 系統(tǒng)建模 ........................................................... 28 系統(tǒng)仿真結(jié)果分析 ................................................... 30 結(jié)束語 ...................................................... 錯誤 !未定義書簽。 文參考獻 .................................................... 錯誤 !未定義書簽。 附錄 ........................................................ 錯誤 !未定義書簽。 附錄 1:原理圖 ........................................... 錯誤 !未定義書簽。 附錄 2：系統(tǒng)仿真圖 ...................................... 錯誤 !未定義書簽。 附錄 3：程序代碼清單 .................................... 錯誤 !未定義書簽。 第 1 頁 共 65 頁 1. 引言 本章介紹了本研究課題的背景及意義，闡述了其發(fā)展狀況。目前市面上傳統(tǒng)的無功補償裝置大多數(shù)是手動投切，體積大，精度低，不能合理的實現(xiàn)武功補償，易產(chǎn)生震蕩。針對于現(xiàn)有裝置的缺點，本文介紹的基于單片機的的無功功率補償裝置克服了以上缺點，具有準確度高，能迅速投切，符合需要的經(jīng)濟的優(yōu)點。在本章中還詳細介紹了本課題的 任務(wù)要求以及論文結(jié)構(gòu)的安排。 選題背景 隨著持續(xù)增長的中國國民經(jīng)濟 GDP(中國人民生產(chǎn)總值 ),在這個過程中，我國的電力工業(yè)取得了很大的進步，這個進步在平常的生活中是顯而易注的。并且電網(wǎng)的無功功率補償問題也逐漸吸引了廣泛的關(guān)注 ,特別是我國的電力行業(yè)，這是由于電力技術(shù)和各種電力電子裝置的快速發(fā)展，并且它們在電力系統(tǒng)、生產(chǎn)業(yè)、服務(wù)業(yè)及家庭中的運用越來越普遍，因為這些技術(shù)和裝置讓這些過程越來越簡單。但是大多數(shù)電力電子裝置在運行的時候的功率因數(shù)都比較低、他們消耗大部分了的無功功率，并且這些功 率在電力系統(tǒng)占了很大的比例。而且消耗無功功率的增加將會使電流和當前的設(shè)備及線路損耗也一起增加 ,從而會失去大量的有功能量。接下來就使功率因數(shù)降低 ,系統(tǒng)的電壓下降。無功補償如果不能進行就地補償 ,負荷要消耗的無功