【正文】 （）（）（）（）dtituP???0)(對(duì)其作離散處理，即每隔一定的時(shí)間間隔測得一個(gè)電壓值和一個(gè)電流值，將其相乘，最后把一個(gè)采樣周期內(nèi)的所有乘積值相加并求平均值，其數(shù)學(xué)表達(dá)式是: ????10)]([NkiuP式中： ——采樣周期內(nèi)的第 個(gè)電壓采樣值)(ku ——采樣周期內(nèi)的第 個(gè)電壓采樣值i k電網(wǎng)的功率因數(shù)受電壓和電流相位差,波形畸變以及三相不對(duì)稱等因素的影響。馬老師在教學(xué)中治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，對(duì)學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)，嚴(yán)格要求，他平易近人的性格及和藹可親的學(xué)者風(fēng)度，高度的工作責(zé)任心，給我留下了深刻的印象，是我學(xué)習(xí)的榜樣，努力的方向。大于 04H，則 LRJMP NEXT1LR:MOV COL1, 0BMOV COL2, 0BMOV COL3, 0BJMP MAIN 　　　　　。無進(jìn)位則 NEXT3INC A 　　　　　。得到積 BAMOV 12H,00HADD B,12H 　　　　　。EOC=1 時(shí)，讀取 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果MOV R7,A 　　　　　　　。(3) 采用更簡便準(zhǔn)確的無功計(jì)算方案和更多組數(shù)的電容器組，使軟件更為簡便，控制更加精確。r var有計(jì)算負(fù)荷計(jì)算（）（）???2221cos ??????????caLrcrLcaLav PKQKPS?式中， 為有功負(fù)荷系數(shù)（一般為 ~）。由于 OPA2277 具有內(nèi)部補(bǔ)償失調(diào)電流的電路，故在使用中不需要在輸入腳上接上補(bǔ)償失調(diào)電流的電阻，如上圖所示，這同樣減少了 PCB 布板和使用的復(fù)雜度。R電源供電模式，適用于單極性 A/D 轉(zhuǎn)換器的輸入。R 39。該監(jiān)控電路的主要功能如下：(1) 系統(tǒng)正常上電復(fù)位：電源上電時(shí)，當(dāng)電源電壓超過復(fù)位門限電壓 ，RESET 端輸出 200 的復(fù)位信號(hào)，使系統(tǒng)復(fù)位。當(dāng) ADC0809 用于 AT89C52 單片機(jī)s?系統(tǒng)時(shí)，若 AT89C52 采用 12 的晶振，則 ADC0809 的時(shí)鐘信號(hào)可以由MzAT89C52 的 ALE 經(jīng)過一個(gè)四分頻電路獲取。直到 A/D 轉(zhuǎn)換完成，EOC 變?yōu)楦唠娖?，指?A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。 (4) ADDA、ADDB、ADDC：3 位地址輸入線，用于選通 8 路模擬輸入中的一路。這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到pF04?XTAL1 端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2 則懸空。如有必要，可通過對(duì)特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。對(duì)端口 P2 寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。(11) 有 PDIP、PQFP、TQFP 及 PLCC 等幾種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。(4) 補(bǔ)償方式：采用三相共補(bǔ)。(2) 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。這時(shí)，負(fù)荷所需的無功功率全部由I39。無功補(bǔ)償?shù)淖饔煤驮砜捎蓤D 2．2 來解釋：P?39。文中針對(duì)這種補(bǔ)償器的控制器的硬件電路和軟件設(shè)計(jì)作了較詳盡的分析。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。在第一個(gè)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(dòng)，交流傳動(dòng)，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。主要體現(xiàn)在諧波嚴(yán)重超標(biāo)，造成變壓器、電機(jī)、電容器組和線路的損耗加劇，甚至危及設(shè)備安全；產(chǎn)生的負(fù)序電流對(duì)電機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械產(chǎn)生附加轉(zhuǎn)矩，降低工作效率，增加能耗；由于沖擊無功的作用，對(duì)電壓造成嚴(yán)重的波動(dòng)和閃變，降低生產(chǎn)效率，單位能耗增加，同時(shí)造成產(chǎn)品質(zhì)量下降。本文主要研究了無功補(bǔ)償對(duì)電網(wǎng)性能的改善，以及控制器的軟硬件的配置。無功功率對(duì)供電系統(tǒng)和負(fù)荷的運(yùn)行都是十分重要的 [2]?，F(xiàn)代并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置中的輸出回路就引進(jìn)了該項(xiàng)技術(shù)。 可以從 到 范圍內(nèi)變??90?18化。 (5) 第 5 章 結(jié)論與展望第 2 章 無功補(bǔ)償?shù)睦碚摲治鲭娏W(wǎng)中的變壓器和電動(dòng)機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工做的。39。)(tIcX這是完全的補(bǔ)償，線路上的電流 是為產(chǎn)生負(fù)載實(shí)際功率(平均功率)而攜帶tIr能量最小的電流，因而在線路上造成的損失是最小的。且主要適用于大容量大負(fù)荷的配變。3．1．2 測量精度(1) 電壓、電流： 級(jí)(2) 有功功率、無功功率、功率因數(shù)： 級(jí)3．1．3 控制器原理由以上功能，可得到控制器的機(jī)構(gòu)圖如圖 圖 控制器結(jié)構(gòu)原理圖3．2 硬件介紹3．2．1 微處理器AT89C52[7]是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM） ，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲(chǔ)單元，AT89C52 單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。VCC（40 腳）和 VSS（20 腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負(fù)端。P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè) TTL 邏輯門電路。(8) EA/VPP：外部訪問允許。 (2) 具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?。當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。數(shù)據(jù)傳送的關(guān)鍵問題是如何確認(rèn) A/D 轉(zhuǎn)換的完成，因?yàn)橹挥写_認(rèn)完成后，才能進(jìn)行傳送。AT89C52 ADC0809 CLK (2) 查詢法 EOC 必須接到 AT89C52 的一條 I/O 線上。4 RSRS 為寄存器選擇，高電平 1 時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平 0 時(shí)選擇指令寄存器。建議 取 , 取 ， 取值1C39。r 2CpF波。當(dāng)管腳輸出為低電平時(shí)，將會(huì)封鎖住 MOC3021，則繼電器釋放，發(fā)光二級(jí)管熄滅，電容器組退出電路。三相不對(duì)稱路的功率因數(shù)和含諧波的非正弦電路的無功功率情況較為復(fù)雜且沒有科學(xué)而統(tǒng)一的定義,故在此只考慮三相對(duì)稱電路的功率因數(shù)和無功計(jì)算，測量時(shí)僅對(duì)兩相間線電壓和另一相電流進(jìn)行采樣，采樣的電壓為 ，采樣電ACU流為 ，每個(gè)周期的采樣點(diǎn)數(shù)為 ，則計(jì)算公式如下：BI NAC 相間的線電壓為： ???12kacACuUB 相的線電流： ??12NkbBiI三相有功功率： ??13NkbkaciuP視在功率： BACIUS3無功功率： 2PQ??功率因數(shù)： S?cos（）（）（）（）（）（）（）（）4．2 投切原則本次設(shè)計(jì)的裝置主要的投切標(biāo)準(zhǔn)是功率因數(shù)和測量電壓，本裝置采用默認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)功率因數(shù)為 。在此，我要向他表示忠心的感謝和良好的祝愿。跳轉(zhuǎn)到開始指令/*運(yùn)算主程序 */NEXT1:MOV A, R7 　　　　　。A 加 1MOV 13H,A 　　　。電流存 09HMOV B, AMUL AB 　　　。沿時(shí) 10uS 后，檢測 EOCMOV A,P0 　　　　　。(2) 采用較高檔的 CPU 系統(tǒng)，升級(jí) A/D 位數(shù)，使控制器的電網(wǎng)監(jiān)測功能到進(jìn)一步的完善，也可使控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測實(shí)時(shí)控制。由消耗的電能計(jì)算 22222 1cos ????????????????? arraraavav WtWttQP?式中， 為某一時(shí)間內(nèi)消耗的有功電能（ ，由有功電度表讀數(shù)求出） ；aWkh某一時(shí)間內(nèi)消耗的無功電能（ ,有無功電度表讀數(shù)求出） 。而且軌至軌的特性使其輸出電壓的范圍能跟隨電源工作范圍，這就能在保證輸出電壓的大小的前提下，盡可能的減少工作電壓，達(dá)到節(jié)能的目的。用戶使用推薦電路稍加改動(dòng)也可構(gòu)成單39。mA性能指標(biāo)：表 表 SCT254AK 主要參數(shù)額定輸入電流 5 A最大電流 常通 10 A額定輸出電流 ( =0)1R0～20匝數(shù)比 1:2022 可耐沖擊電流 100 * 1 秒線性度 % 隔離耐壓 3500 acV相移 5＇（補(bǔ)償后） 使用溫度 50℃+65℃副邊內(nèi)阻 iR約 220?貯藏溫度 60℃+80℃重量 15～16 克 相對(duì)溫度 90%3．3．2 電壓、電流采樣及信號(hào)處理電路如圖 所示， 是限流電阻，不論額定輸入電壓多大，調(diào)整 的值，使39。MR 與 WDO 經(jīng)過一個(gè)二極管連接起來，WDI 接單片機(jī)的 口，RESET 接單片機(jī)的復(fù)位輸入腳RESET，MR 經(jīng)過一個(gè)復(fù)位按鈕接地。ADC0809 的 A/D 轉(zhuǎn)換過程是在時(shí)鐘信號(hào)的協(xié)調(diào)下進(jìn)行的，ADC0809 的時(shí)鐘信號(hào)由 CLOCK 端送入，其最佳頻率為 640 ，在這個(gè)最高頻率下kHzADC0809 的 A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100 左右。下降沿啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換，之后 EOC 輸出信號(hào)變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。 (3) 21～28：8 位數(shù)字量輸出端。用戶也可以采用外部時(shí)鐘。對(duì) Flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG） 。(3) P2 口： P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè) TTL 邏輯門電路。 (10) 低功耗空閑和掉電模式，軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能。(3) 控制物理量：以無功功率電容器的投切。為防止電機(jī)推出時(shí)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。（）（）降為 ，功率因數(shù)也由 提高到 。這樣，感性負(fù)荷所需要的無功功率可由容性負(fù)荷輸出的無功功率補(bǔ)償。第二是在傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償裝置的基礎(chǔ)上，對(duì)其控制器和動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，從而開發(fā)出一種智能化的無功補(bǔ)償器。由此可見TSC 的無功調(diào)節(jié)是有級(jí)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(jí)的問題。隨著近代電力電子技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展 [3]，無功補(bǔ)償技術(shù)也隨之發(fā)展。在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大量的沖擊性質(zhì)的負(fù)荷如電弧爐、軋機(jī)、電氣化鐵路等接入電網(wǎng)，由于其呈現(xiàn)的沖進(jìn)性無功特性核非線性負(fù)荷特性，對(duì)電能質(zhì)量造成了巨大的污染。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，5289CAT高性能的 CMOS 8 位單片機(jī)，具有運(yùn)算速度高，實(shí)時(shí)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。輸電線路中無功功率的存在，不僅占用輸電線路和設(shè)備容量，并且系統(tǒng)中流動(dòng)的無功功率會(huì)導(dǎo)致電壓降落，影響電壓質(zhì)量和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，對(duì)用電設(shè)備產(chǎn)生影響。(2) 是作為無功輸出的調(diào)節(jié)開關(guān)。補(bǔ)償器的電流 ，此電流可隨 角的變化而變化為感性或容性，這LCii??樣就改變了 FCTCR 的無功功率，并可連續(xù)均勻的調(diào)節(jié)。磁場所具有的磁場能是由電源供給的。os?S39。此時(shí)， 的波形和)(tIr相同，即電壓和電流的相位相同。上述三種補(bǔ)償方式均可對(duì)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。主要功能特性(1) 兼容 MCS51 指令系統(tǒng)。P0~P3 為可編程通用 I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計(jì)中，P0 端口（ 32~39 腳）被定義為 N1 功能控制端口，分別與 N1 的相應(yīng)功能管腳相連接，13 腳定義為 IR 輸入端，10 腳和 11 腳定義為 I2C 總線控制端口，分別連接 N1 的 SDAS（18 腳）和 SCLS（19 腳）端口，12 腳、27 腳及 28 腳定義為握手信號(hào)功能端口，連接主板 CPU 的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測及會(huì)聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能。對(duì) P3 口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H—FFFFH） ，EA 端必須保持低電平（接地） 。 (3) 轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100 (時(shí)鐘為 640 時(shí))，130 （時(shí)鐘為 500 時(shí)） 。 (9) CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端。為此可采用下述三種方式。單片機(jī)啟動(dòng)ADC0809 后，延遲 10 ，檢測 EOC，若 EOC=0 則 A/D 轉(zhuǎn)換沒有結(jié)束，繼續(xù)s?檢測 EOC 直到 EOC=1。5 R/WR/W 為讀寫信號(hào)線，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫操作。r 約為 , 取 。 起抗干擾作用，其數(shù)值不得大于 400 。3．4．2 固態(tài)繼電器固態(tài)繼電器（Solid State Relay,縮寫 SSR） ，是由微電子電路，分立電子器件，電力電子功率器件組成的無觸點(diǎn)開關(guān)。90.??隨器補(bǔ)償應(yīng)以配變?nèi)萘康?6%～8%選擇電容器容量效果較好，因?yàn)檫@大約相當(dāng)于配電變壓器空載時(shí)的無功功率，又電容器補(bǔ)償容量可近似為 ，21CUQ?則本次設(shè)計(jì)一共設(shè)了 3 組容量為 25FP 電容器組，方便控制和調(diào)節(jié)補(bǔ)償容量，采用三相共同補(bǔ)償。在設(shè)計(jì)過程和論文的撰寫中，也得到了我的許多朋友和同學(xué)們的大力幫助，給我提出了許多寶貴意見。電壓擴(kuò)大 10 倍MOV B,10HMUL AB 　　　。電流平方放到 12H13H 中NEXT3:MOV A,08HMOV B,09HMUL AB 　　　。電壓平方放到 10H11H 中NEXT2:MOV A，R6MOV 09H，A 　　　　　。START 出現(xiàn)上升沿，ADC0809 復(fù)位NOPNOPNOPNOPNOPJNB ,$ 　　　　　。今后本控制器在以下幾方面還有待提高：(1) 優(yōu)化采樣電路，使采樣數(shù)據(jù)更為精確。kVA(2) 平均功率因數(shù)平均功率因數(shù)是指在某一時(shí)間內(nèi)的功率因數(shù)