【正文】 其最高頻率為640MHz，在這個最高頻率下ADC0809的A/D轉(zhuǎn)換時間為100uS左右。當(dāng)?shù)刂匪嫘盘朅LE為高電平時，C、B、A 三條線上的數(shù)據(jù)送入ADC0809內(nèi)部的地址鎖存器中，經(jīng)過譯碼器譯碼后選中某一通道。ADC0809由8路模擬開頭、地址鎖存與譯碼器、8位A/D轉(zhuǎn)換器和三態(tài)輸出鎖存緩沖器組成。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。另外，該引腳被略微拉高。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。/WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時接收高八位地址信號和控制信號。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。GND：接地。 主要性能參數(shù)：n 與MCS—51產(chǎn)品指令系統(tǒng)兼容n 4K字節(jié)可重復(fù)擦寫Flash閃速存儲器n 1000次擦寫周期n 全靜態(tài)操作：0Hz—24MHzn 三級加密程序存儲器n 1288字節(jié)內(nèi)部RAMn 32個可編程I/O口線n 2個16位定時/計(jì)數(shù)器n 6個中斷源n 可編程竄行UARTn 低功耗空閑和掉電模式 管腳說明： 補(bǔ)償方式：采用三相共補(bǔ) 自動延時功能：電容器投切延時至少10秒，同組電容器的投切間隔時間大于5分鐘 。它具有連線和控制方式簡單，電容使用效率高及不產(chǎn)生諧波污染等優(yōu)點(diǎn)。上述三種補(bǔ)償方式均可對特定種類無功負(fù)荷實(shí)現(xiàn)“就地平衡”的無功補(bǔ)償，降損節(jié)能效果好。跟蹤補(bǔ)償是指以無功補(bǔ)償投切裝置作為控制保護(hù)裝置。隨器補(bǔ)償是指將低壓電容器通過低壓保險(xiǎn)接在配電變壓器二次側(cè)，以補(bǔ)償配電變壓器空載無功的補(bǔ)償方式。 隨機(jī)補(bǔ)償就是將低壓電容器組與電動機(jī)并聯(lián)，通過控制、保護(hù)裝置與電機(jī)共同投切。2．2 低壓電網(wǎng)中的幾種無功補(bǔ)償?shù)姆绞? 廣大市電低壓電網(wǎng)處于電網(wǎng)的最末端，因此補(bǔ)償?shù)蛪簾o功負(fù)荷是電網(wǎng)補(bǔ)償?shù)年P(guān)鍵。根據(jù)第一章的有功電流 與無功電流的定義。并聯(lián)電容器的無功補(bǔ)償作用和原理， 加以說明。例如一臺1000千伏安的變壓器， 時，可供700千瓦的有功負(fù)荷，可供900千瓦的有功功率。因此，把由電容器組成的裝置稱為無功補(bǔ)償裝置?？梢姷脑娮栊∮陔娍沟碾娋W(wǎng)中，無功引起的電壓損耗占主要部分。接在交流電網(wǎng)中的電容器，在一個周期內(nèi)上半周的充電功率與下半周的放電功率相等，這種充電功率叫做容性無功功率。文中對這種補(bǔ)償器的控制器的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)作了較詳盡的分析。但該系統(tǒng)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制難度大，制造和維護(hù)都不便，成本高等問題，不便在全國推廣使用。該裝置在電容和電感之間形成無功損耗，電容利用率低并且電抗器體積較大，成本高。當(dāng)以電壓零相位為基準(zhǔn)時，調(diào)節(jié)TCR中的可控硅的延遲角。但它的優(yōu)點(diǎn)也明顯，即結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，電容器利用率高，使用中不存在諧波污染等。依據(jù)電力電子技術(shù)在無功補(bǔ)償中應(yīng)用的方式不同，現(xiàn)代無功補(bǔ)償裝置大致可分為以下幾種類型： 1． TSC (Thyristor Switched Cpacitor)型無功補(bǔ)償裝置，它屬于并聯(lián)型無功補(bǔ)償裝置。靜止型無功補(bǔ)償器是其中的代表。因?yàn)殡娏Π雽?dǎo)體開關(guān)的響應(yīng)時間短(PS級)，所以能夠選擇電容的投切角度，實(shí)現(xiàn)零電壓投切，避免了涌流的產(chǎn)生，提高了電容器使用的可靠性和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在第一個工業(yè)用晶閘管出現(xiàn)之前，電子半導(dǎo)體由于功率過小，在直流傳動，交流傳動，電磁合閘，交流不間斷電源和無功補(bǔ)償?shù)阮I(lǐng)域內(nèi)一直沒有得到應(yīng)有的推廣使用。至今并聯(lián)電容器仍是一種主要補(bǔ)償方式，應(yīng)用范圍廣泛，只是控制器在不斷的更新發(fā)展。在我國也曾多次發(fā)生電壓崩潰事故，如19931．2 無功補(bǔ)償裝置的發(fā)展?fàn)顩r 近20年來，世界各地（包括美國、法國、意大利、英國、俄羅斯、日本等國）發(fā)生的由電壓穩(wěn)定和電壓崩潰引發(fā)的大面積停電事故引起了各國的高度重視。當(dāng)前無功功率補(bǔ)償裝置設(shè)備主要為電力電容器，設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備每千瓦的平均綜合造價為50元，則全國無功補(bǔ)償裝置的總投資約為29億元。據(jù)報(bào)道，估計(jì)實(shí)際的統(tǒng)計(jì)線損率約為15%，即2007年全國年線損量約為4800億千瓦時。在這種情況下，采用無功補(bǔ)償節(jié)能技術(shù)，對提高電能質(zhì)量和挖掘電網(wǎng)潛力是十分必要的，世界各國都把無功補(bǔ)償作為電網(wǎng)規(guī)劃的重要組成部分。The manmachine operation contact surface uses the LCD demonstration, the demonstration effect is quite good。該裝置可跟蹤電網(wǎng)無功功率的變化并自動補(bǔ)償,實(shí)現(xiàn)了無功補(bǔ)償裝置的優(yōu)化運(yùn)行,具有體積小、原理簡單、智能投切等優(yōu)點(diǎn)。中工信商2013JX16 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì) 系 （部）信息工程系專 業(yè)自動化學(xué) 號201207022141學(xué)生姓名崔民正指導(dǎo)教師賀煥林提交日期2014年 月 日中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）目錄第一章 11．1 研究背景 11．2 無功補(bǔ)償裝置的發(fā)展?fàn)顩r 11．3 本課題主要研究的內(nèi)容 4第二章 無功補(bǔ)償?shù)脑?52．1 無功補(bǔ)償?shù)脑?62．2 低壓電網(wǎng)中的幾種無功補(bǔ)償?shù)姆绞?82．3 確定補(bǔ)償容量的幾種方法 92．3．1 從提高功率因數(shù)需要確定補(bǔ)償容量 92．3．2 從降低線路有功損耗需要來確定補(bǔ)償容量 92．3．3 從提高運(yùn)行電壓需要來確定補(bǔ)償容量 102．4 本章小結(jié) 10第三章 硬件設(shè)計(jì) 113．1 無功補(bǔ)償裝置的技術(shù)要求 113．1．1 補(bǔ)償控制應(yīng)符合技術(shù)條件 11 測量精度 11 控制器原理 113．2 硬件介紹 123．2．2 A/D轉(zhuǎn)換器選型 143．2．3 看門狗 163．2．4 LCD顯示 173．3 模擬信號調(diào)理電路 193．3．1 互感器信號轉(zhuǎn)換及電流—電壓轉(zhuǎn)換電路 193．3．2 電壓、電流采樣及信號處理電路 203．4 輸出控制電路 213．5 本章小結(jié) 22第四章 軟件設(shè)計(jì) 234．1 投切原則 234．2 功率因數(shù)計(jì)算 244．3 本章小結(jié) 26第五章 總結(jié)與展望 27參考文獻(xiàn) 28致謝 29附錄1：硬件結(jié)構(gòu)圖 30附錄2 ：軟件程序 30摘 要 本課題研究以低壓電網(wǎng)無功補(bǔ)償改造為背景，研制了一種低壓無功功率補(bǔ)償控制器。 系統(tǒng)采用單片機(jī)，該單片機(jī)是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能的CMOS 8位單片機(jī)，具有運(yùn)算速度高，實(shí)時性好的特點(diǎn)；軟件則使用匯編語言進(jìn)行編譯；人機(jī)操作界面采用LCD顯示,顯示效果較好；A/D轉(zhuǎn)換采用，是一款比較實(shí)用的A/D轉(zhuǎn)換裝置。On the software，Using assembly language to pile，F(xiàn)ollow the principle of modular ，To improve the degree of versatility and easy maintenance of the system design。比如我國的電動機(jī)消耗的電能占全部發(fā)電量的70%，而由于設(shè)計(jì)和使用等方面的原因我國電動機(jī)的功率因數(shù)往往較低，一般約為。2007年 ，我國年總發(fā)電量為32559億千瓦時，%，但是這個數(shù)字沒有包含相當(dāng)大的110千伏、35千伏、。設(shè)2007年全國電網(wǎng)的最大負(fù)荷利用小時數(shù)為5000小時，則電網(wǎng)的最大負(fù)荷約為2億千瓦，當(dāng)用無功功率補(bǔ)償法把功率因數(shù),提高到。綜上所述 ，無功補(bǔ)償不僅具有如上所述的節(jié)省投資、節(jié)省電力、節(jié)省燃煤及污染等作用，同時還可以提高電力系統(tǒng)設(shè)備的供電能力，改善電壓質(zhì)量，減少用戶電費(fèi)開支，延緩用戶的增容改造等作用。美加大停電給美國造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會影響，這次事故提醒人們，電網(wǎng)運(yùn)行要有足夠的無功備用容量，無功不能靠遠(yuǎn)距離傳輸，在電力市場環(huán)境下，必須制定統(tǒng)一的法規(guī)以激勵獨(dú)立發(fā)電商和運(yùn)營商從維護(hù)整個系統(tǒng)安全性的角度提供充足的無功備用。 早期的無功補(bǔ)償裝置為并聯(lián)電容器和同步補(bǔ)償器，多用在系統(tǒng)的高壓側(cè)進(jìn)行集中補(bǔ)償。 隨著近代電力電子技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，無功補(bǔ)償技術(shù)也隨之發(fā)展。無功補(bǔ)償技術(shù)和電力電子技術(shù)的結(jié)合主要有以下三方面：1．是作為投切電容器的開關(guān)。由于電力電子器件的高開關(guān)頻率，使其能夠方便地控制電容器電流的導(dǎo)通角，從而實(shí)現(xiàn)無功的連續(xù)調(diào)節(jié)，快速跟蹤負(fù)載無功的變化。由無功補(bǔ)償源在主電路回路中連接方式的不同，無功補(bǔ)償器可分為并聯(lián)型和串聯(lián)型兩種結(jié)構(gòu)。由此可見TSC的無功調(diào)節(jié)是有級的，它無法連續(xù)的輸出無功，這使其在使用中存在合理選擇電容，適當(dāng)分級的問題。FCTCR方式是用雙相可控硅的相位控制，調(diào)整電抗器的電流，從而調(diào)整無功功率的方式。由于TCR中除可控硅全導(dǎo)通或關(guān)斷之外器電流都是非正弦的，所以它是一個電流諧波源，對電網(wǎng)有一定的危害。它可以連續(xù)調(diào)節(jié)無功，并且能夠抑制諧波，補(bǔ)償特性較好。二是在傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償裝置的基礎(chǔ)上，對其控制器和動作執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，從而開發(fā)出一種智能無功補(bǔ)償器。電動機(jī)和變壓器在能量轉(zhuǎn)換過程中建立交變磁場，在一個周期內(nèi)吸收的功率和釋放的功率相等，這種功率稱為感性無功功率。 圖 2. 1 由局部電力網(wǎng)的等值電路圖由局部電力網(wǎng)的等效電路圖2．1可知，電力網(wǎng)中由于無功負(fù)荷而帶來的電壓損耗的計(jì)算公式為：式中：——電網(wǎng)的額定電壓 ——元件的末端電壓 ——電網(wǎng)中的電壓和電流的差角 R X——電網(wǎng)中元件的等效電阻和電抗 ——元件末端的有功負(fù)載和無功負(fù)載由上式可知由負(fù)荷的無功功率在元件引起的損耗的計(jì)算公式為： 而由負(fù)荷的有功功率在元件中引起的電壓損耗的計(jì)算公式為：。能量就在它們之間交換，即感性負(fù)荷(電動機(jī)、變壓器等)所吸收的無功功率，可由電容器所輸出的無功功率中得到補(bǔ)償。 圖2. 2 無功補(bǔ)償補(bǔ)償原理示意圖視在功率的減少可相應(yīng)減少供電線路的截面和變壓器的容量，降低供用電設(shè)備的投資。由電壓損耗計(jì)算公式可知，采用無功補(bǔ)償措施后，因通過電力網(wǎng)無功功率的減少，降低了電力網(wǎng)中的電壓損耗，提高了用戶處的電壓質(zhì)量。這時，負(fù)荷所需的無功功率全部由補(bǔ)償電容供給，電網(wǎng)只需供給有功功率。此時，的波形和相同，即電壓和電流的相位相同。 低壓無功補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)是實(shí)現(xiàn)無功的就地平衡，通常采用地方式有三種： 隨機(jī)補(bǔ)償、隨器補(bǔ)償、跟蹤補(bǔ)償。為防止電機(jī)推出時產(chǎn)生自激過電壓，補(bǔ)償容量一般不大于電機(jī)的空載無功。隨器補(bǔ)償由于補(bǔ)在低壓側(cè)，可有效地補(bǔ)償配變空載無功， 且連線簡單， 做到無功地就地補(bǔ)償。此法對電容器的保護(hù)比前二種要更可靠。 第三章 硬件設(shè)計(jì)在一系列的理論分析之后，本次設(shè)計(jì)將采用根據(jù)功率因數(shù)來確定補(bǔ)償容量的方法，再根據(jù)當(dāng)前無功補(bǔ)償技術(shù)