【正文】 K 字節(jié)片內(nèi) SRAM。面向字節(jié)的兩線接口 。 ATT7022A 芯片特性 ATT7022A 內(nèi)部的電壓監(jiān)測電路可以保證芯片加電和斷電時正常工作。晶振頻率為。 本文闡述的無功補償控制器測量電網(wǎng)參數(shù)采取三相四線制接線，根據(jù)ATT7022A 的輸入通道特點，結(jié)合所測量電網(wǎng)電壓可能的變化范圍，系統(tǒng)前向模擬信號輸入通道原理設(shè)計如圖 所示。 電壓電流輸入電路中電阻 和電容 構(gòu)成了抗混疊濾波器，安徽工程大學學士學位論文 無功 補償裝控制器硬件電路設(shè)計 31 其結(jié)構(gòu)和參數(shù)要講究對稱，并采用溫度性能較好的元器件，從而使電路達到良好的濾波，抗干擾作用， 并保證電能表獲得良好的溫度特性。電路原理圖如圖 所示。圖中包 含兩個電容器組的狀態(tài)檢測。當一個 工 IC 總線上掛接多個設(shè)備時，各個設(shè)備之 間是通過設(shè)備的硬件地址來區(qū)分的。 在本系統(tǒng)中， AMI8563 與三片AT24C512 一起掛接在 Atmega64 的 TWI 總線上，公用總線上拉電阻。 低工作電流 :典型值為 (VDD=， T=25176。 圖 系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲模塊 AT24C512 的 SCL 和 SDA 為 IIC 總線協(xié)議的時鐘線和數(shù)據(jù)線，分別與IIC 總線主設(shè)備的時鐘線和數(shù)據(jù)線相連。該部分電路的輸出供給 CPU 的A/D 轉(zhuǎn)換器使用，為了合理使用 A/D 的量程，采用 + 的直流抬升電壓。 為了在上電和單片機復位后， ATT7022A 能與單片機同步工作，ATT7022B 的同步信號由單片機控制，復位過程為 RESET 信號保持大于20uS 低電平，芯片復位，此時 SIG 輸出高電平，然后單片機將 RESET 信號拉高，大約經(jīng) 500uS 左右， ATT7022A 完成初始化， SIG 輸出低電平信號，此后才能進行 SPI 操作 。 （ 2）電流輸入 電流輸入采用元星 TA20 型精密交流電流互感器 [17]，該系列電流互感器采用環(huán)氧樹脂灌封結(jié)構(gòu)，輸入線圈為內(nèi)置式，次級引線引出，安裝迅速、使用方便，體積小，精度高，電壓隔離能力強、安全可靠。一般電壓電流采樣有兩種方法：一是采用精密電阻輸入變換電路，進行分壓分流得到小電壓小電流；二是采用電壓電流互感器。 CS： SPI 片選信號，低電平有效。 ATT7022A 支持全數(shù)字域的增益、相位校正，即純軟件校表。 以上特點使得 Atmega64(L)得到了廣泛的應用。兩路 8 位 PWM 通道， 6 路編程分辨率從 1 到 16 位可變的 PWM 通道。 而對 SVG 的研究除了控制方法以外，還呈現(xiàn)出與有源電力濾波器相結(jié)合的發(fā)展趨勢，但 SVG 控制復雜，所用全控器件價格昂貴，目前還沒有普及。 CS RCSR 圖 飽和電抗器型精致補償器 SR 具有損耗大、有較大的振動和噪聲、調(diào)整時間長、動態(tài)補償速度慢等缺點，所以飽和電抗器型靜止無功補償器應用的比較少。 h，可節(jié)省電力建設(shè)費 1 元。確定無功補償容量最直接的方法就是從提高功率因數(shù)的需要來確定補償容量。 (a) R、 L、 C 并聯(lián)的等值電路 (b) R、 L 串聯(lián)后與 C 并聯(lián)的等值電路 (c) 欠補償?shù)南蛄繄D (d) 過補償?shù)南蛄繄D 圖 并聯(lián)電容器補償?shù)牡戎惦娐穲D向量圖 安徽工程大學學士學位論文 無功 補償裝控制器硬件電路設(shè)計 12 并聯(lián)電容器的補償方式和接線方式 并聯(lián)電容器組是電網(wǎng)中使用較 廣的一種專用于無功功率補償?shù)脑O(shè)備，它以其低廉的價格、方便的使用而受到廣泛使用。 并聯(lián)電容器首先是在 20 世紀 10 年代中期用于功率因數(shù)的校正。從式 中可以看出，真正消耗功率的是被積函數(shù)的第 1 項有功分量 uip 產(chǎn)生的。根據(jù)要求設(shè)計用于三相四線制低壓電網(wǎng)的無功補償裝置，完成控制器 的硬件設(shè)計。晶閘管投切電容器也獲得了廣泛的應用。串聯(lián)補償?shù)哪康脑谟诳刂凭€路的阻抗參數(shù)，歐美一些國家普遍采用串聯(lián)補償來提 高輸電線的傳輸能力。若增大導線截面積，相應的增加了有色金屬的消耗量。長期以來電力系統(tǒng)網(wǎng)絡損耗問題比較突出，而無功補償是降低線損的有效手段。因此，大力提高電網(wǎng)功率因素，降低線損，節(jié)約能源，挖掘發(fā)電設(shè)備的潛力，是當前電力網(wǎng)發(fā)展的趨勢。因此，尋求一種能綜合現(xiàn)有多種補償裝置的優(yōu)點，且成本較低的無功功率補償裝置，使其能實時檢測供電系統(tǒng)需要補償?shù)臒o功功率，對系統(tǒng)進行跟蹤補償，是低壓電網(wǎng)改造和建設(shè)中迫切需要解決的問題。 傳統(tǒng)的無功補償設(shè)備可滿足一定范圍內(nèi)的無功補償要求，但存在響應的速度慢，故障維護困難等缺點 。主要包括以下幾個方面 : 電路的無功功率 定義為 : ?sinUIQ? () 可以看出， Q 就是式 中被積函數(shù)的第 2 項無功功率分量 uiq 的變化幅度。串聯(lián)電容器和串聯(lián)電抗器也常用于電力系統(tǒng)。當并聯(lián)電容器投入時 CI0? ，即對負荷進行無功功率補償，那么電源在向負荷提供有功電流 RI 的同時，提供無功電流為 CLII? ，電源向負荷提供的總電流 C R LI I I I?? ? ? ，特別是當LCII?? 時， CLI I 0??，電源不需要向負荷提供無功電流，功率因數(shù)等于 1。采用設(shè)計采用了并聯(lián)電容組三角形接線方式，電容器的投切采用永磁真空同步開關(guān)，實現(xiàn)電容器組的投入過程無涌流。 h。飽和電抗器 SR 具有這樣的特性，當電壓安徽工程大學學士學位論文 無功 補償裝控制器硬件電路設(shè)計 17 大于某值后，隨著電壓的升高，鐵芯急劇飽和。 圖 靜止無功發(fā)生器 SVG 具有響應速度快、可以分相調(diào)節(jié)、可以實現(xiàn)對無功功率的連續(xù)補償、諧波電流小、損耗低、噪聲低等優(yōu)點，但是它也有控制復雜的缺點。先進的 RISC 結(jié)構(gòu)。 片內(nèi)經(jīng)過標定的 RC 振蕩器。提供正向和反向有功 /無功電能數(shù)據(jù)。適用于三相三線和三相四線模式。 REFOUT：基準電壓輸出 ，用作外部信號的直流偏置。 5%，該引腳應使用 10μF電容并聯(lián) 。 考慮電壓通道的 ADC 輸入電壓的參數(shù) 一般取 ,互感器副邊取樣電阻為： ??? 2 5 02/ mAVR () 采樣電阻阻值選擇為 250Ω。 SIG 信號是用來通知外部安徽工程大學學士學位論文 無功 補償裝控制器硬件電路設(shè)計 32 MCU 的一個握手信號。該部分的與電網(wǎng)隔離功能主要由互感器完成。電路原理圖如圖 所示。 圖 系統(tǒng)時鐘電路 AMI8563 是低功耗的 CMOS 實時時鐘 /日歷芯片，提供一個可 編程時鐘輸出，一個中斷輸出和掉電檢測器，所有的地址和數(shù)據(jù)通過 IIC 總線接口安徽工程大學學士學位論文 無功 補償裝控制器硬件電路設(shè)計 38 串行傳遞。內(nèi)部集成的振蕩 器電容。當系統(tǒng)掉電后，系統(tǒng)電壓 VCC 跌落，當VCC 電壓低于電池電壓時， D19 截止 ， D20 導通， AMI8563 供電電壓由系統(tǒng)電壓切換至電池供電，保證系統(tǒng)斷電后實時時鐘仍能準確計時?？删幊虝r鐘輸出頻率為 :， 1024Hz， 32Hz， 1Hz。 R/W 位表示對芯片的讀操作和寫操作，對于同一片芯片來說，對它的讀操作和寫操作的地址是不一樣，它們的地址相差 1。當電壓處在負半周時，光電隔離器的 2 腳之間的發(fā)光二極管發(fā)光， 4 腳之間的發(fā)光二極管不發(fā)光，那么副邊的 1 16 腳之間的等效三極管導通，而 1 14 腳之間的等效三極管不導通，圖中 Cl 處被拉高為高電平，這樣，在電容器接入電網(wǎng)中時， C 處便會有 50Hz 的方波，而當電容器從電網(wǎng)中切除后， Cl 處便沒有交變的方波，為了防止電容沒有電壓即輸入端沒有輸入電壓時 Cl 的電平狀態(tài)不穩(wěn)定，在與 Cl 相連 CPU 的 I/O加有上拉電阻。 采用該方法檢測電網(wǎng)過零點的最大優(yōu)點就是電路簡單、隔離效果好，缺點是過零點檢測存在延遲，并且不夠準確，尤其是電網(wǎng)中諧波含量較高時誤差較大。 ATT7022A 的復位信號線和與 CPU之間的握手信號線直接接到 CPU 的雙向 I/O 口。 (1)電壓輸入 電壓輸入采用元星電子公司生產(chǎn)的 TV31B02 型電流型電壓互感器 [16]。 安徽工程大學學士學位論文 無功 補償裝控制器硬件電路設(shè)計 28 AGND：電源模擬電路 (即 ADC和基準源 )的接地參考點。完全差動輸入方式，正常工作最大信號電平為 177。提供失壓判斷功能。無功精度滿足 ，動態(tài)范圍 1000:1 支持 IEC1268。 通過 SPI 接口進行系統(tǒng)內(nèi)編程?？刂破饔布到y(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。圖中三組晶閘管投切電容器和一組固定電容器與電抗器并聯(lián)。靜止補償器的另一個特點是依靠晶閘管等電力電子器件完成調(diào)節(jié)或投切功能，它們可以頻繁地調(diào)節(jié)或投切。F 對于三相三角形接線的系統(tǒng)，線電壓等于相電壓，而對于三相星形接線的系統(tǒng)，線電壓等于相電壓的 3 倍，對于同樣的電容器組三角形接線的無功出力是星形接線的 3 倍，這也是將并聯(lián)電容器組以三角形連接并聯(lián)于電網(wǎng)的原因。 但是分組補償效果比較明顯 ，采用的較為普遍。純電容負載中電流超前電壓 90176。 并 聯(lián)電容器補償無功功率的原理 概述 靜態(tài)無功功率補償指阻抗固定，其補償容量不能實時跟蹤負荷無功功率的變化，主要是用于提供固定無功功率補償容量的一種無功功率補償方式。系統(tǒng)運行狀態(tài)的監(jiān)控 和重要數(shù)據(jù)的保存。 國內(nèi)，無功補償主要采用變電站集中補償和企業(yè)就地補償兩種形式。該方法優(yōu)點是結(jié)構(gòu)和控制簡單、造價低，缺點是對工業(yè)電弧爐、電焊機等動態(tài)負荷難以達到理想的補償效果。增加變壓器的輸出功率 目前，低壓電網(wǎng)中的負荷大部分是感性負載，因此在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器可以供給感性電抗消耗的部分無功功率。裝置還設(shè)計了友好的人機接口和通訊接口，使用方便。系統(tǒng)以 Atlmega64 處理器為控制核心，采用功率因數(shù)控制和電壓限制相結(jié)合的方式工作，并給出采用永磁真空開關(guān)在特定電壓相角投切電容器的方法，有效解決了電容器投切過程中在線路上產(chǎn)生涌流的缺點，并設(shè)有多種保護措施，保護系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定運行。 降低 變壓器的損耗 靜態(tài)補償是根據(jù)三相負荷的平衡化原理，通過在負荷點串、并入無功導納網(wǎng)絡，把三相不對稱負荷補償成對供電系統(tǒng)來說是三相對稱的。在日本，配電網(wǎng)系統(tǒng)戶外補償電容器的自動投切率已達%；在美國，許多城市道路旁的電線桿上裝有并聯(lián)電容器組，并采用自動裝置控制。 無功功率的“發(fā)出”和“吸收”不同于有功功率的發(fā)出和吸收，這只是一種習慣說法而已。 安徽工程大學學士學位論文 無功 補償裝控制器硬件電路設(shè)計 10 并聯(lián)電容器補償無功功率的原理 在交流電路中，純電阻元件中負載電流與電壓同相位，純電感負載中電流滯后電壓 90176。這種方式具有與集中補償相同的優(yōu)點，僅無功補償容量和范圍相對小些。對于三相電路，電容器容量為 : 32 1023 ???? CfUQ C ? () 安徽工程大學學士學位論文 無功 補償裝控制器硬件電路設(shè)計 14 上式中： QC 表示電容器容量，單位 kvar f 為交流電網(wǎng)的頻率， f=50Hz U 為相電壓，單位 kV C 為單相電容器值，單位 181。靜止無功補償系統(tǒng)中的各種無功補償器都是用無功器件 (電容器和電抗器 )產(chǎn)生無功功率，并且根據(jù)需要調(diào)節(jié)容性或感性電流。 安徽工程大學學士學位論文 無功 補償裝控制器硬件電路設(shè)計 18 圖 晶閘管控制電抗器型靜止補償器 晶閘管投 切電容器 (TSC) 晶閘管控制電抗器常與晶閘管投切電容器 TSC 并聯(lián)組成靜止補償器，其原理接線示于圖 (a)。系統(tǒng) CPU 采用 ATMEL 的 Atmega64 系列具有精簡指令集結(jié)構(gòu)的高性能處理器，完成電容 投切 的判斷、通訊、顯示、鍵盤、保護等一系列系統(tǒng)要求的多項邏輯功能?？梢詫︽i定位進行編程以實現(xiàn)用戶程序的加密 。可工作于主機 /從機模式的 SP 工串行接口。 安徽工程大學學士學位論文 無功 補償裝控制器硬件電路設(shè)計 25 內(nèi)部原理框圖 安徽工程大學學士學位論文 無功 補償裝控制器硬件電路設(shè)計 26 圖 ATT7022A 的內(nèi)部原理框圖 引腳說明 V1P/V1N、 V3P/V3N、 V5P/V5N為輸入電流信道的正、負模擬輸入引腳。 REVP：輸出端，當檢測到任意相的有功功率為負時，輸出高電平。