【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ? 滯后 AI ，即 AI 與AU之間是容性阻抗。此時(shí)，由于余弦函數(shù) cos? 在 ? （ 090 — 090 ）始終大于 0。在范圍 （ 0～ 1），此時(shí)，無(wú)論 cos? 為何值都要進(jìn)行保護(hù)切除。 ? AU超出了額定電壓 倍，電力電容進(jìn)行過(guò)電壓保護(hù)，自動(dòng)切除。 進(jìn)行投切要注意：容易發(fā)生投切震蕩現(xiàn)象所謂“投切震蕩”重慶工學(xué)院畢業(yè)論文 21 是指在某些負(fù)荷的條件下，若投入一組電容器，則功率因素超過(guò)規(guī)定的上限 ，而切下了這組電容器，功率因素又低于了下限，因此發(fā)生反復(fù)投切現(xiàn)象，發(fā)生這種現(xiàn)象一方面與電容器的分組數(shù)及容量有關(guān)，另一方面也與控制器的功率因素上，下限設(shè)置范圍 以及調(diào)節(jié)時(shí)間有關(guān)。 本方案的選置上，我們運(yùn)用了八個(gè)電容器，進(jìn)行八次切投，以免發(fā)生過(guò)補(bǔ)償及補(bǔ)償未及的情況，功率因素的范圍也相對(duì)寬松。在（ ~1）的范圍內(nèi)。而電容器的選擇，依據(jù)電路需要，選擇容量。 有控制器多數(shù)采取“順序投切”方式。在這種投切方式下排序在前的電容器組。先投后切；而后面的卻后投先切。這不僅使處于前面的電容器組經(jīng)常處于運(yùn)行狀態(tài)，積累熱量 不易散失，影響其使用壽命，而且使后面的投切開(kāi)關(guān)經(jīng)常動(dòng)作，同樣減少壽命。合理的投切方式是“循環(huán)投切”，這種投切方式便先投入運(yùn)行的電容器先退出，后投入的后退出。從而是各組電容及投切開(kāi)關(guān)使用幾率均等，降低了電容器組的平均運(yùn)行溫度，減少了投切開(kāi)關(guān)的動(dòng)作次數(shù)，延長(zhǎng)了使用期限。 執(zhí)行部分電路圖 重慶工學(xué)院畢業(yè)論文 22 控制電路 線路接觸器 K M1和反接制動(dòng)接觸器 KM11不允許同時(shí)工作。須加互鎖。 KM11 的線路中已有 KM1 的常閉觸點(diǎn)，只需在 KM1的線路中串入 KM11 的常閉觸點(diǎn)。這樣就構(gòu)成了接觸器互鎖。 其中 KM1 是接觸器 KM1 的主觸頭，接在高壓執(zhí)行端。 KM11 是反接制動(dòng)接觸器 KM11 的主觸頭。 SA 為互鎖開(kāi)關(guān)其中 AS? ， AS? 互為反相觸頭。可供人為選擇是機(jī)動(dòng)還是手動(dòng)操作，當(dāng)開(kāi)關(guān)打在 AS? 端時(shí)，是機(jī)動(dòng)操作，當(dāng)開(kāi)關(guān)在 AS? 檔位時(shí)，是手動(dòng)操作。在微機(jī)控制需要功率補(bǔ)償時(shí)，單片機(jī) 8098 輸出一個(gè)投入電力電容器的信號(hào)吸合繼電器 KA1，則常開(kāi)的觸頭 KA1 關(guān)閉， 繼電器 KM1 通電。其在執(zhí)行端的主觸頭 KM1 自動(dòng)接通，電力電容器自動(dòng)投入。其輔助觸頭 KM1 自動(dòng)斷開(kāi)，互鎖反相制動(dòng)繼電器 KM11 斷電。當(dāng)需要切除電容時(shí)，由于繼電器 KA1 斷開(kāi)其觸頭KA1 自動(dòng)處于斷開(kāi)狀態(tài)，繼電器 KM1 斷電，觸頭 KM1 自動(dòng)斷開(kāi)，反相制動(dòng)接觸器 KM11 被鎖住。執(zhí)行端的白熾燈被導(dǎo)通，進(jìn)入放電保護(hù)環(huán)節(jié)。 補(bǔ)償電力電容器 ? /Y 型的選擇 如果異步電動(dòng)機(jī)定子脫離電網(wǎng)，又希望它能發(fā)電，則必須在異步電動(dòng)機(jī)定子三相接上連接成三角形或星形的三組電容器。這時(shí)電 容器組可補(bǔ)償異步電動(dòng)機(jī)發(fā)電所需的無(wú)功功率，即供給建立磁場(chǎng)所需要的勵(lì)磁電流。 重慶工學(xué)院畢業(yè)論文 23 負(fù)載 當(dāng)電容器接成三角形時(shí)，電容器 C 可以參考下式選擇（根據(jù)電動(dòng)機(jī)額定線電壓 NU 時(shí)，電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流近似為 0I ，而流過(guò)電容 C 的電流為 30I 的條件選擇）。 C=NUfI1602 1031 ?? 式中 C—— 接成三角形時(shí)每相電容量 ? ?f? ； 0I —— 電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流（ A），可由試驗(yàn)測(cè)得，或者取0I = INI ， INI 為定子額定電流。電容器也可接成星型，此時(shí)每相電容器的選擇 C? =NUfI160 1023 ? ? 由兩式比較可以知道 C? =3C，故，在電容器電壓允許的條件下，異步發(fā)電機(jī)定子端的電容器接成三角形較為經(jīng)濟(jì)。 結(jié)論：在補(bǔ)償端，我們也將電力電容接成三角形。 電力電容器的故障 （ 1） 內(nèi)部故障：一臺(tái)電容器的箱殼內(nèi)部，有若干電容元件并聯(lián)和串聯(lián)組成。電容元件極板之間的絕緣在高電場(chǎng)強(qiáng)度作用下，在薄弱環(huán)節(jié)處首先產(chǎn)生過(guò)熱，游離，直到局部擊穿。個(gè)別元件的M 3~ 重慶工學(xué)院畢業(yè)論文 24 擊穿，與之并聯(lián)的諸電容元件均被短路。與之串聯(lián)的電容 器件電壓升高，有可能引起新的元件擊穿，剩余電容元件上的電壓更高，產(chǎn)生惡性連鎖反應(yīng)。 （ 2） 電容器外部相間和接地短路：電容器和斷路器之間的引線，絕緣子，套管間可能發(fā)生相間或接地短路，對(duì)被短路的回路中諸設(shè)備產(chǎn)生熱和力的破壞。 （ 3） 電容器的過(guò)電壓：電容器只允許在 倍工頻電壓下長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)。電容器內(nèi)部有功損耗 ?? tgCUPr 2? ，可見(jiàn)電壓增高時(shí)，rP 和相應(yīng)的電容器內(nèi)部溫度增高很快，影響電容器使用壽命，嚴(yán)重時(shí)將擊穿。 （ 4） 電容器的失壓：電容器因故失壓仍接在系統(tǒng)中， 當(dāng)再次給電壓時(shí)，電容器的殘余電荷可能使電壓超過(guò) 倍額定電壓；可能因變壓器帶電容器合閘產(chǎn)生諧振過(guò)電壓；空載變壓器因電壓較高，也能造成電容器過(guò)壓。 相位數(shù)字化測(cè)量 相位是交流信號(hào)的重要參數(shù)，相位測(cè)量不僅廣泛的應(yīng)用于在電力，通訊等領(lǐng)域。而且有些非電量通過(guò)傳感器變換成為相位信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。對(duì)相位測(cè)量的精度要求越來(lái)越好，相位的數(shù)字化測(cè)量具有精度高，速度快，頻帶寬等特點(diǎn)。 圖 為過(guò)零鑒相測(cè)量相位的原理框圖。 重慶工學(xué)院畢業(yè)論文 25 相位測(cè)量的基本原理 相位的數(shù)字化測(cè)量主要采用過(guò)零鑒相法 。如上圖和波形圖， 1F 1A 1B 2F 2A 2B 具有 x? 相位差的兩個(gè)同頻率正弦信號(hào) 1E 與 2E ，經(jīng)過(guò)放大， 整形后變成方波，其前后沿分別對(duì)應(yīng)正向過(guò)零點(diǎn)和負(fù)向過(guò)零點(diǎn)?？梢杂脙尚盘?hào)波形過(guò)零的時(shí)間差來(lái)表示相位差的大小。 設(shè)兩個(gè)頻率信號(hào)的周期為 T，相位差為 x? ，兩信號(hào)波形過(guò)零的時(shí)間差為 XT 則，存在下列關(guān)系式 ?0360T XXT? X? = 0360?TTX 即可以通過(guò)測(cè)出的周期 T 及相差時(shí)差 XT ，而求出相位差 X? 。 限幅放大 限幅放大 脈沖整形 脈沖整形 微分 微分 整相器 重慶工學(xué)院畢業(yè)論文 26 ①在線路 A相裝設(shè)一個(gè)毫安級(jí)的專(zhuān)用電流互感器 CT，經(jīng)電位計(jì)和電阻將電流互感器的輸入接入運(yùn)算放大器 74LS324 的輸入端。而且在該輸入端還并入兩個(gè)正反向限幅二極管，如此，可檢測(cè) A相電流 AI ②線電壓 BCU 經(jīng)變壓器耦合連接到另一個(gè)運(yùn)算放大器的輸入端。這樣，便把電流 AI 和電壓 BCU 的正弦波轉(zhuǎn)化為方波，因此，兩個(gè)運(yùn)算放大器構(gòu)成波形轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。 由于接入單片 8098機(jī)芯片中的 HIS1和 HIS0可編程高速輸入/輸出口時(shí)，需要接入電壓與電流的方波，以便于比較相位差。故在運(yùn)放輸入端口與地之間接入限壓二極管 1C 。 定性分析線路波形轉(zhuǎn)化圖： U I t 重慶工學(xué)院畢業(yè)論文 27 t T? U t I t 功率檢測(cè) 分為兩種情況 ①檢測(cè)電壓方波超前于電流方波相位②檢測(cè)電流方波超前于電壓方波相位。 下面分別就這些情況進(jìn)行討論： ? 當(dāng)檢測(cè)電壓方波超前于電流方波相位 取樣采樣周期 AB 其中電壓與電流計(jì)數(shù)分別是上升沿和下降 A B U 1t 3t I 2t T? 重慶工學(xué)院畢業(yè)論文 28 沿，則在 ABT 中，經(jīng)過(guò)三個(gè)計(jì)數(shù) 1t2t 3t，分別是 U 的上升沿和 I的下降沿及 U 的另一個(gè)上升沿的觸發(fā)時(shí)刻的記錄： 由圖知： T= 3t 1t ， T? =2t 1t 第二種可能采樣形式為 ABT ，即采樣周期中第一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖為 I 的下降沿如圖所示，則有： T=3t 1t T? =3t 2t2T ? 當(dāng)檢測(cè)電壓方波滯后于電流方波相位： 采樣周期與上相似取 ABT ，有兩種可能 ABT 取 U的上 升沿處，則在采樣周期中，經(jīng)過(guò)的三個(gè)計(jì)數(shù)時(shí)間 1t2t 3t第一個(gè)時(shí)間記錄是電壓上升沿 U 1t 3t I 2t ABT T? 重慶工學(xué)院畢業(yè)論文 29 T=3t 1t T? =2t1t 2T T= 3t 1t T? =3t 2t 2T 在 ABT 去在 I 的下降沿處，則在采樣周期中， 1t 是 I的第一個(gè)下降沿計(jì)時(shí)時(shí)間。由圖知有： 且有 X? = 0360?TTX 可以判斷電壓 U與電流 I 的相位關(guān)系，當(dāng) 8098 單片機(jī)高速輸入輸出口檢測(cè)到采樣周期中第一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖由接電壓方波HSI0 口輸入，則自動(dòng)循環(huán)到公式 T=3t 1t T? =2t1t 2T ，如檢測(cè)到采樣周期中第一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖由接入電流方波的 HSI1 口輸入，則自動(dòng)循環(huán)到計(jì)算公式 T=3t 1t , T? =3t 2t2T 。 當(dāng) T? ? 0 則表示電壓相位超前電流，當(dāng) T? ? 0 則表示電壓滯后電流相位。 顯示端 8098 最小系統(tǒng)及外擴(kuò)存儲(chǔ)器電路： 2t U 3t I 1t ABT T? 重慶工學(xué)院畢業(yè)論文 30 擴(kuò)展存儲(chǔ)電路中還采用了一片 74LS373 (8D 數(shù)據(jù)鎖存器 )，用來(lái)完成下 8 位復(fù)用總線地址分離后的鎖存工作。用ALE 作為該鎖存器 的地址鎖存允許控制信號(hào)，在 ALE 信號(hào)的下跳沿鎖存控制有效，將總線低 8 位的地址送入 74LS373，并同時(shí)在它們的輸出端給出被鎖存的地址信息， 2764 為重慶工學(xué)院畢業(yè)論文 31 EPROM 型 8KB 多次可編程只讀存儲(chǔ)器，作為程序存儲(chǔ)器。其工作原理：當(dāng)系統(tǒng)上電后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的穩(wěn)定，進(jìn)入復(fù)位序列完成系統(tǒng)工作前的初始化任務(wù)。接著按照 SPC 所指定的存儲(chǔ)單元去取指令，由 3p ， 4p 口給出要取的指令地址，在ALE 信號(hào)有效且下跳沿時(shí)刻保存 8 為地址。 DR 有效時(shí)按著1A ~ 15A 提供的地址去讀 EPROM 芯片的相應(yīng)單元，在 DR 上跳時(shí)刻將所讀出的數(shù)據(jù)經(jīng) 3p 口送往 PALU單元。數(shù)據(jù)從 3p 出來(lái)后，通過(guò)兩個(gè)由芯片 74LS138 片選而 進(jìn)入兩個(gè) 74LS273 芯片鎖存，并經(jīng)過(guò)譯碼，從四個(gè) LED 顯示屏輸出。 控制電路 數(shù)據(jù)信號(hào)從單片機(jī) 8098 復(fù)用輸出端口 3P 和 4P 輸出，通過(guò)74LS273，八位鎖存器鎖存，當(dāng)需要投入電力電容器補(bǔ)償時(shí)，將重慶工學(xué)院畢業(yè)論文 32 相應(yīng)的管腳輸出置位為 1，則導(dǎo)通相對(duì)的繼電器。從而使繼電器在執(zhí)行端的常開(kāi)觸頭閉合，以打倒微機(jī)對(duì)電力電容器投切。 ? 若微機(jī)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)需要對(duì)第一組電容進(jìn)行投入，則，MC1416 芯片的第十六號(hào)管腳（即要投入電容對(duì)應(yīng)管腳）輸出為高電頻 1，繼電器通電。即，芯片輸出為 00000001。