【正文】 下降，從而影響用電設(shè)備的正常運行。cosφ則稱為功率因數(shù)。自然功率因數(shù)的高低主要取決于用電設(shè)備的負(fù)荷性質(zhì)，電阻性負(fù)荷（白熾燈、電阻爐）的功率因數(shù)較高，等于1，而電感性負(fù)荷（電動機、電焊機）的功率因數(shù)比較低，都小于1。要改變自然功率因數(shù)，需要從改進電氣設(shè)備和結(jié)構(gòu)、性能等方面入手，這是生產(chǎn)廠家要做的事。進行功率因數(shù)補償可以：，減小線路及變電設(shè)備的損耗。能源是有限的，既然是不可再生的，我們唯一能做的就是減少浪費，高效合理的利用它們，這才是明智之舉，是我們除了尋找代替能源以外的最有價值的事情。 無功補償裝置的發(fā)展概況傳統(tǒng)的無功功率補償裝置是同步調(diào)相機(Synchronous CondenserSC)。所以，現(xiàn)在同步調(diào)相的容量所占容性補償容量的比例日益減少。早期的靜止無功補償裝置(Static Var CompensatorSVC)是飽和電抗器(Saturated ReactorSR)型的?，F(xiàn)在國內(nèi)低壓配電網(wǎng)無功補償仍然以并聯(lián)電容器為主，晶閘管投切電容器也得到了較多的應(yīng)用，而采用自換相的電力半導(dǎo)體橋式變流器來進行動態(tài)無功補償?shù)难b置DSTATCOM引起了越來越多國內(nèi)研究者的關(guān)注，但因其控制復(fù)雜、成本高昂等諸多因素，其實際應(yīng)用還有待時日。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和電力電子產(chǎn)品的推廣應(yīng)用，供電系統(tǒng)或負(fù)荷中含有大量諧波。制作演示裝置，選擇實現(xiàn)控制器的某項典型功能，例如功率因數(shù)測量或電壓檢測，設(shè)計相應(yīng)數(shù)據(jù)輸出的人機接口等，自行完成裝置的制作調(diào)試，提供較詳細(xì)的軟件流程圖和硬件設(shè)計圖紙。通過8051計算出系統(tǒng)功率因數(shù)，并通過LCD顯示電路顯示出來。為了減少外圍芯片的數(shù)量，本系統(tǒng)也可采用一塊CPLD芯片—ispLS1048E，把74LS37D觸發(fā)器、與門、非門等外圍器件寫入其中本設(shè)計框圖主要包括四大組成部分：相位差檢測電路、三相功率因數(shù)顯示電路、電容器組及其投切控制電路、RS232C串行通信接口電路。RS232C串行通信接口電路的作用是留出的一個擴展接口，方便日后可能進行的與上位機進行串行通信。AT89C51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與MCS51系列單片機的構(gòu)成基本相同。它的程序存儲器為8K字節(jié)可重擦寫Flash閃速存儲器，閃爍存儲器允許在線+5V電擦除、電寫入或使用編程器對其重復(fù)編程。8K字節(jié)可重擦寫Flash閃速存儲器2568字節(jié)內(nèi)部RAM可編程串行DART通道當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。P1口:Pl口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位是雙向I/0口，P1的輸出緩沖級可驅(qū)動(吸收或輸出電流)4個TTL邏輯電平。P2口:P2口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0口，P2輸出緩沖級可驅(qū)動吸收或輸出電流4個TTL邏輯電平。在這種應(yīng)用中，P2口使用很強的內(nèi)部上拉電阻發(fā)送1。對P3口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入端口使用。①.定時器0和定時器1在AT89C51中，定時器0和定時器1都是16位加法計數(shù)結(jié)構(gòu)，分別由TH0(地址8CH)和TL0(地址8AH)及THI(地址8DH)和TLI(地址8BH)兩個8位計數(shù)器組成。外部事件的發(fā)生以輸入脈沖表示，因此計數(shù)功能的實質(zhì)就是對外脈沖進行計數(shù)。如果前一個機器周期采樣為高電平，后一個機器周期采樣為低電平，即為一個有效計數(shù)脈沖。③.定時功能定時器也是通過計數(shù)器的計數(shù)來實現(xiàn)的，不過此時的計數(shù)脈沖來自單片機的內(nèi)部，即每個機器周期產(chǎn)生一個計數(shù)脈沖。即每微秒計數(shù)器加1。定時器2有三種工作模式:捕捉方式、自動重載(向上或向下計數(shù))和波特率發(fā)生器。由于一個機器周期由12個晶振周期構(gòu)成，因此，計數(shù)頻率就是晶振頻率的1/12。在檢測到跳變的這個周期的S3P1期間，新的計數(shù)值出現(xiàn)在寄存器中。每個中斷源都可以通過置位或清除特殊寄存器IE中的相關(guān)中斷允許控制位分別使得中斷源有效或無效。用戶軟件不應(yīng)給這些位寫1。實際上，中斷服務(wù)程序必須判定是否是TF2或EXF2激活中斷。然而，定時器2的標(biāo)志位TF2在計數(shù)溢出的那個周期被置位，在同一個周期被電路捕捉下來。 相角與關(guān)系為R性 相角與關(guān)系為L性 相角與關(guān)系為C性：純阻性時：φ=0，θ=90176。 純感性時：φ=90176?！?176。，θ角的大小又和UCA和IB同時為負(fù)的時間長短τ又具有線性對應(yīng)關(guān)系，并且可以得出：純阻性時：θ=90176。τ=0；容性時：θ=90176。從以上分析可以知道：只要測量出時間τ，便可以間接測量出相角φ。計數(shù)脈沖是用8051的ALE脈沖四分頻后獲得。當(dāng)UCA從正到負(fù)過零點時，對應(yīng)圖8中UC（）由0變1，兩個計數(shù)器T0、T1同時開始計數(shù)；當(dāng)UCA到了由負(fù)到正過零點時，UC則由1變0，計數(shù)器T0與T1同時停止計數(shù)，設(shè)T0計數(shù)器計數(shù)值為N，T1計數(shù)器計數(shù)值為n，不難得出所測的相角φ可按下式（31）計算出： φ=90=90 （31）由8051很容易完成上述計算，若進一步再完成查表程序，按φ角查正弦或余弦表，即可得功率因數(shù)cosφ。 測量電路程序流程圖。 測量電路程序流程圖4 三相功率因數(shù)顯示電路 LCD液晶顯示器在日常生活中，我們對液晶顯示器并不陌生。其優(yōu)點主要有以下幾點：：由于液晶顯示器的每一個點在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（CRT）那樣需要不斷刷新亮點。D．功耗低：相對而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動IC上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。例如屏的第一行的亮暗由RAM區(qū)的000H——00FH的16字節(jié)的內(nèi)容決定，當(dāng)（000H）=FFH時，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長度為8個點；當(dāng)（3FFH）=FFH時，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當(dāng)（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，……（00EH）=00H，（00FH）=00H時，則在屏幕的頂部顯示一條由8段亮線和8條暗線組成的虛線。但對于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)找出顯示RAM對應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對應(yīng)的代碼即可。： LCD與AT89C51連接接口電路圖本設(shè)計中LCD初始化程序為：void init_lcd(void){ write_mand(0x3c)； write_mand(0x06)； write_mand(0x01)； write_mand(0x0c)；}5 電容器組及其投切控制電路 無功補償方式的選擇電容器的補償容量與采用的補償方式有關(guān)。通常采用微機控制的低壓并聯(lián)電容器柜，容量在幾十至幾百干乏不等，根據(jù)用戶負(fù)荷水平的波動投入相應(yīng)數(shù)量的電容器進行跟蹤補償。由于這部分無功功率不再通過線路向上傳送，從而使用戶上的變壓器和配電線路的無功功率損耗相應(yīng)地減少，當(dāng)變壓器下用戶較多，用戶配電線路分路多而且距離較遠(yuǎn)時，補償效益最高。因為這種補償電容器組的容量只能按電動機的空載電流選擇，因而在電動機帶負(fù)荷運行時長期處于欠補償狀態(tài)，仍需由電源端向受電端輸送無功功率，配電網(wǎng)的無功損耗仍然存在。從表可以看到，容量最大的一組電容為160kvar，最小的一組10kvar，通過不同大小電容器組合可得到不同功率因素所需的不同容量。目前電容器組的接線方式有3種，分別是三角形接法(△接法)、星形接法(Y接法)、三角形和星形相結(jié)合接法(△—Y接法)。綜合考慮，本設(shè)計采用Y接法，能夠滿足三相不平衡時不同容量的分相補償。TSC主電路結(jié)構(gòu)：（其它電容器組接線圖與此相同）電容器主電路接線圖。當(dāng)主回路施加正向電壓且晶閘管的控制極有觸發(fā)脈沖信號時,晶閘管導(dǎo)通,把電容器投入電網(wǎng)；而當(dāng)去掉觸發(fā)脈沖后,電流過零時晶閘管自然關(guān)斷,從電網(wǎng)上切除電容器。晶閘管電流值ISCR一般按式(53)選擇: ISCR = fCU1106 (53)式中：f為電網(wǎng)電壓頻率；C為電容量（單位為μF）。 靜止無功自動調(diào)控流程功率因數(shù)要求的調(diào)控范圍為：～，因此在投切的過程中要不斷的測試線路的功率因數(shù)，按功率因數(shù)的要求，進行電容器的投切。RS232C標(biāo)準(zhǔn)接口有25條線。RS232C標(biāo)準(zhǔn)定義15V—3V表示邏輯“1”，+3V—+15V表示邏輯“0”。MAX232將發(fā)送的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為RS232C標(biāo)準(zhǔn)的電平信號發(fā)送到接收端，產(chǎn)生發(fā)送中斷，供單片機或者計算機處理；反之，MAX232將接收的RS232C標(biāo)準(zhǔn)的電平信號轉(zhuǎn)換為串行的數(shù)據(jù)傳給AT89C51，產(chǎn)生接收中斷，供單片機處理，這樣就完成了RS232C接口通信功能。利用串行口可以實現(xiàn)單片機之間的點對點的串行通信、多機通信以及單片機與PC機間的單機或多機通信。 干擾的形成影響單片機系統(tǒng)可靠安全運行的主要因素主要來自系統(tǒng)內(nèi)部和外部的各種電氣干擾，并受系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、元器件選擇、安裝、制造工藝影響。如:雷電、繼電器、可控硅、電機、高頻時鐘等都可能成為干擾源。按產(chǎn)生的原因分，可分為：放電噪聲、高頻振蕩噪聲、浪涌噪聲；按傳導(dǎo)方式分，可分為：共模噪聲和串模噪聲；按波形分，可分為：持續(xù)正弦波、脈沖電壓、脈沖序列等等。減小干擾源的di/dt則是在干擾源回路串聯(lián)電感或電阻以及增加續(xù)流二極管來實現(xiàn)。電源噪聲的危害最大，要特別注意處理。8 結(jié)論隨著我國電力建設(shè)的飛速發(fā)展，電力供應(yīng)緊張狀況有了很大緩解，但各區(qū)間發(fā)展不平衡。目前，國內(nèi)外廠家的功率因數(shù)補償控制器，功能比較單一，且工作原理基本上都是功率因數(shù)檢測、控制型，即利用PP、CT實時檢測電網(wǎng)中的電壓、電流直以及電壓和電流間的相位關(guān)系，通過計算處理得到cosφ的值，然后再與設(shè)定值比較，從而確定補償電容器的投切。頻繁的投切可能造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定，這些都是要注意的問題。我一定會在后續(xù)的學(xué)習(xí)中加以提高。這一成就將會為電能的高效使用帶來福音。最后，羅老師對本論文的初稿進行逐字批閱，指出其中的錯誤之處，使我有了明確的思考方向，在這里非常感謝羅老師的指導(dǎo)和幫助。最后感謝母校桂林電子科技大學(xué)，機電工程學(xué)院多年來對我的教育與培養(yǎng)。sbit pl=P0^0。unsigned int zq,t1,t2,t,e。 TH0=256100。 EA=1。 t2=48。 c=0。 if(~(plamp。 sc1=1。 b=1。 } e=t。 c++。 t2=e。 d=0。 } else { sc2=0。 } } while(~(plamp。 }}void delay(unsigned int k){ unsigned int i,j。j0。 if(t1==zq) { sc1=~sc1。 }}LCD頭程序：includedefine uchar unsigned chardefine uint unsigned intdefine busy 0x80sbit RS=P0^5。039。239。439。639。839。a39。c39。e39。//uchar b[10]。g++) { for(h=0。 for(a=1。 RS=0。 nop()。 E=1。 RS=0。 P2=co。 E=0。 RW=0。 }/**********************初始化**************************/void init_lcd(void){ write_mand(0x3c)。 write_mand(0x01)。}/*************指定位置顯示數(shù)據(jù)***********************/void displayonechar(uchar x,uchar y,uchar dda){ y=yamp。 if(y)x|=0x40。 //置顯示數(shù)據(jù) delay_lcd(5)。 xamp。 x++。sbit P30=P3^0。void main(){ init_lcd()。 TH1=0x00。 if(P30==1) { while(P30==1)。 TR0=1。 _nop_()。 } else while(P30==1)。temp2=TL1|(TH18)。 temp2=t。 i=0。i++。i++。}