【正文】 第三節(jié) 干擾的耦合方式 干擾源產(chǎn)生的干擾信號(hào)是通過一定的耦合通道才對(duì)測(cè)控系統(tǒng)產(chǎn)生作用的。第二節(jié) 干擾的分類干擾的分類有好多種，通?？梢园凑赵肼暜a(chǎn)生的原因、傳導(dǎo)方式、波形特性等等進(jìn)行不同的分類。指容易被干擾的對(duì)象。典型的干擾傳播路徑是通過導(dǎo)線的傳導(dǎo)和空間的輻射。 二、傳播路徑。指產(chǎn)生干擾的元件、設(shè)備或一用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述如下：du/dt，di/dt大的地方就是干擾源。這些都構(gòu)成單片機(jī)系統(tǒng)的干擾因素，常會(huì)導(dǎo)致單片機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行失常，輕則影響產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，重則會(huì)導(dǎo)致事故，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。下面來(lái)介紹產(chǎn)生干擾的原因及解決方法。由于電容器組三角形接線比電容器星形界線能充分利用電容器，因而我們?cè)趯?shí)際電容器接線中采用三角形接線。在前面分析過，采用就地補(bǔ)償策略，得出每相需補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率。測(cè)量相位時(shí)。第四節(jié) 數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集軟件包括兩部分:一是電流電壓的采集:一是功率因數(shù)角的采集。上位機(jī)可用visual basic Comm控件，定義相同的波特率和通信方式來(lái)發(fā)送和接收單片機(jī)傳送的數(shù)據(jù)。波特率9600bps，所有字符數(shù)字均用ASCII碼發(fā)送，數(shù)據(jù)格式為一位起始位(0), 8位數(shù)據(jù)位(低位在前)，1位停止位(1)，設(shè)置80C196KB單片機(jī)接收和發(fā)送中斷，當(dāng)最后一個(gè)數(shù)據(jù)采樣后，接收位RI置位。當(dāng)XTAL1=12MHz，波特率采用9600bps，B=804EH。串行口的波特率由16位波特率寄存器(BAUDREG，位于000EH單元)的內(nèi)容決定。8OC196KB串行口的工作受串行口控制/狀態(tài)寄存器(SPCON/SPSTAT)的控制，兩寄存器共用一個(gè)地址單元11H。 液晶顯示器接法流程圖第三節(jié) 通信軟件設(shè)計(jì)本裝置采用RS232串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)，通過電纜可與上位機(jī)通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。顯示器采用五頁(yè)分屏顯示，包括各相投入的電容器組數(shù)、無(wú)功功率、電流電壓、功率因數(shù)和電壓限額。在ASK=O后的任意時(shí)刻開始發(fā)送命令到OCMJ，先把命令的當(dāng)前字節(jié)放到口寄存器上，接著發(fā)高電平ANSWER脈沖把當(dāng)前命令字節(jié)鎖存到OCMJ中。液晶顯示接口協(xié)議為ASK/ANSWER握手方式。如果數(shù)據(jù)線變?yōu)榈碗娖?，說(shuō)明鍵盤將有數(shù)據(jù)發(fā)出，則調(diào)用讀鍵盤子程序讀取一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)；如要發(fā)送命令字給鍵盤，單片機(jī)調(diào)用發(fā)送鍵盤子程序來(lái)完成。第二節(jié) 鍵盤顯示接口軟件設(shè)計(jì)微機(jī)鍵盤與計(jì)算機(jī)采用雙向通信方式，計(jì)算機(jī)有高優(yōu)先權(quán)，通信協(xié)議是標(biāo)準(zhǔn)的串行異步通信格式，即1位起始位，中間8位數(shù)據(jù)位是低位在前，高位在后，1位奇校驗(yàn)位P，最后是1位停止位?？赏ㄟ^鍵盤“手動(dòng)/自動(dòng)”鍵來(lái)選擇按照手動(dòng)或自動(dòng)兩種不同的方式運(yùn)行。然后開放串行口中斷，掃描鍵盤，如果有鍵按下，進(jìn)入鍵處理模塊，進(jìn)行各種參數(shù)的設(shè)定。第一節(jié) 系統(tǒng)總體軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主程序軟件框圖本裝置中，單片機(jī)軟件采用C196語(yǔ)言編寫，采用模塊化設(shè)計(jì)，分為以下幾個(gè)方面:主程序、采集程序、各種電量的計(jì)算程序、鍵盤顯示程序、通信程序等。本文裝置是采用結(jié)合兩者優(yōu)點(diǎn)的閉合控制方式，即檢測(cè)點(diǎn)設(shè)在A處，能檢測(cè)補(bǔ)償后的無(wú)功功率，也能得到完全補(bǔ)償時(shí)所需投入的全部電容器的無(wú)功功率，也可一次投入應(yīng)投的全部電容器，獲得快速的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償特性。 檢測(cè)點(diǎn)A由于不能直接檢測(cè)負(fù)載的物理量，測(cè)量的為補(bǔ)償后的電流電壓值，不易實(shí)現(xiàn)多組電容器的一次快速投切，通常采用逐級(jí)漸進(jìn)的投切方式，速度較慢，因此僅適用于負(fù)載運(yùn)行較平穩(wěn)，無(wú)大容量沖擊負(fù)載，不需要快速動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)合。否則，由電容器組上電壓跳變所產(chǎn)生的沖擊電流可能損壞交流開關(guān)和電容器組，并且對(duì)電網(wǎng)電壓質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。當(dāng)電網(wǎng)需要投入電容組時(shí)，不是立即投入，而是等檢測(cè)到電網(wǎng)電壓為峰值，與電容器組電壓相等、極性一致時(shí)，才產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，使交流開關(guān)導(dǎo)通，平滑投入電容器組。為了解決這個(gè)問題，采用晶閘管與二極管反向并聯(lián)，在每次切除時(shí)電容器總保持一定的電壓。 一組電容器接線方式由于電容器兩端電壓不能突變，當(dāng)電容器投入時(shí)刻選擇不對(duì)時(shí)，將產(chǎn)生很大的暫態(tài)沖擊電流。其特點(diǎn)是投切速度快，能對(duì)多級(jí)電容器組進(jìn)行投切，投入時(shí)無(wú)涌流，切除時(shí)無(wú)過電壓，避免了電容器投切時(shí)的過渡過程，從而避免了涌流和過電壓對(duì)電容器的損害，延長(zhǎng)了電容器和其它電氣元件的壽命。電容器組采用三相控制方式三角形連接方案。 有效值采集電路圖五、電容器組投切電路本裝置電容器組采用四組8421編碼設(shè)計(jì)，共有16種不同組合來(lái)隨無(wú)功功率不同變化進(jìn)行投切，以提高靜態(tài)補(bǔ)償精度。80C196KB片內(nèi)集成了8路模擬開關(guān)、采樣保持電路和10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣和保持，并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。 電壓有效值轉(zhuǎn)換電路圖在設(shè)計(jì)時(shí)，AD736采用雙電源士5V供電，對(duì)Cc端采用AC模式。其主要特點(diǎn)是準(zhǔn)確度高、靈敏性好、測(cè)量速率快、頻率特性好、輸入阻抗高、輸出阻抗低、電源范圍寬且功耗低，3%。選用ANALOG DEVICES公司的RMSDC轉(zhuǎn)換器AD736，將含有諧波的信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電壓有效值。用單片機(jī)讀出其定時(shí)值，再由運(yùn)算程序運(yùn)算后得出功率因數(shù)cos的值。利用單片機(jī)測(cè)出輸出方波的寬度，則可求出相應(yīng)的功率因數(shù)角。若將兩方波進(jìn)行異或處理，則輸出脈寬對(duì)應(yīng)于電網(wǎng)功率因數(shù)角?？紤]到電壓電流由于非線性負(fù)荷而出現(xiàn)的畸變，由電壓電流互感器而來(lái)的電壓電流信號(hào)需進(jìn)行濾波，以使其采樣信號(hào)接近正弦波。電流i和電壓u經(jīng)互感器后，其輸出信號(hào)經(jīng)過零檢測(cè)器，使過零檢測(cè)器的輸出信號(hào)通過異或門的輸出信號(hào)是一個(gè)脈沖寬度與i、u兩信號(hào)之間的相位差成正比的脈沖序列信號(hào)。來(lái)自PT,CT的交流電壓、電流信號(hào)經(jīng)數(shù)字相位儀進(jìn)行相位比較，獲得相位差。上位機(jī)按一定的格式發(fā)送命令給單片機(jī)，單片機(jī)響應(yīng)串行口中斷，按通信協(xié)議依次將數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)。MC1488將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS232電平，MC 1489將RS232電平轉(zhuǎn)換為TTL電平，我們采用9芯RS232插座，利用三線工作方式，使用DB9型RS232C接口的第2腳TXD，第3腳RXD，第5腳GND：即TXD接RXD,RXD接TXD，信號(hào)地GND互接。RS232與TTL、MOS邏輯電平不同，邏輯零電平規(guī)定為+5V +15V之間，因此RS232驅(qū)動(dòng)器與TTL電平連結(jié)必須通過電平轉(zhuǎn)換。 液晶顯示器接口電路三、通信接口電路控制器帶有標(biāo)準(zhǔn)的RS232串行通信口，用于和上位機(jī)通訊。硬件接口采用ASK/ANSWER握手協(xié)議，采用8位并行數(shù)據(jù)格式。80C196KB的P2. 6接鍵盤的SCK, . 鍵盤接口電路二、顯示電路 本文裝置采用漢字和字符及框圖來(lái)顯示運(yùn)行參數(shù)、狀態(tài)、整定參數(shù)、手動(dòng)自動(dòng)運(yùn)行等。當(dāng)有鍵按下時(shí)，鍵盤芯片采用行列掃描法識(shí)別按下的鍵，由單片機(jī)接收并處理。由于標(biāo)準(zhǔn)微機(jī)鍵盤技術(shù)及工藝成熟，可利用的鍵碼多，所以本系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)鍵盤芯片來(lái)設(shè)計(jì)鍵盤。 系列存儲(chǔ)空間擴(kuò)展第二節(jié) 系統(tǒng)硬件的各部分組成及功能一、鍵盤電路鍵盤是用來(lái)設(shè)定控制參數(shù)的最基本的手段。本系統(tǒng)的外部存儲(chǔ)器采用片選法譯碼方式，故系統(tǒng)的基本地址范圍為0000H7FFFH，共32K，用來(lái)存放系統(tǒng)程序，由P3口通過地址鎖存器74LS373提供，程序存儲(chǔ)器的取指信號(hào)為。MS196系列單片機(jī)使用方式非常靈活，即可以以16位數(shù)據(jù)總線模式工作，也可以以8位數(shù)據(jù)總線模式工作，兩種總線可以動(dòng)態(tài)切換。二、控制器存儲(chǔ)空間擴(kuò)展8OC196KB內(nèi)部只有256字節(jié)的RAM，因此必須在外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器，配有外部存儲(chǔ)器EPROM 27C256 (32K)，用于存放控制程序，RAM 6264 (8K)用于存放數(shù)據(jù)?？刂破饔蒑CS80C196KB單片機(jī)為核心的主控單元，電流電壓有效值采集單元，數(shù)字相位計(jì)單元，執(zhí)行驅(qū)動(dòng)單元，鍵盤和顯示單元，通訊單元等組成。因此，在我們的裝置投切中，最終采用單臺(tái)補(bǔ)償，多臺(tái)管理的策略。當(dāng)電容器級(jí)數(shù)越限時(shí)，按最大或最小級(jí)數(shù)投切。視在功率 將基波有功功率分離得 在負(fù)荷補(bǔ)償中，可用基波功率因數(shù)代替功率因數(shù)，得：對(duì)分級(jí)電容器組，無(wú)功約束條件為離散量，即 電容器級(jí)數(shù)限制 電壓約束條件 其最優(yōu)控制目標(biāo)集不是一點(diǎn)，而是一個(gè)區(qū)域，進(jìn)行變換后，得出最優(yōu)控制規(guī)律為： 為非負(fù)整數(shù)，就是我們最終所要得到的投入級(jí)數(shù)。其補(bǔ)償?shù)臄?shù)學(xué)模型為：其中 為補(bǔ)償電容量；為無(wú)功負(fù)荷。因此，不能直接以功率因數(shù)作為控制目標(biāo)。將負(fù)荷的功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)浇咏诳墒闺娋W(wǎng)的無(wú)功和電壓得到改善。下面主要介紹單臺(tái)最優(yōu)補(bǔ)償方法。由調(diào)度室對(duì)各點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，得出相應(yīng)結(jié)果，將控制命令發(fā)送到各智能控制裝置，由它們執(zhí)行相應(yīng)的操作。因它不能反映電網(wǎng)中無(wú)功的變化，必須建立能迅速反映無(wú)功變化的補(bǔ)償策略。各參數(shù)表如下： 線路S1S2S3S4 電阻R無(wú)功功率kvar有功功率kvarkkC元/kvarβ元/kW這樣，目標(biāo)函數(shù)，即我們要求年運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用最少，將對(duì)其微分，并令其為零，得 （）這樣，我們根據(jù)年綜合運(yùn)行費(fèi)用最小的原理得到了總補(bǔ)償容量。所以 由于考慮到補(bǔ)償裝置的年運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用，式（）所得的不一定是最經(jīng)濟(jì)的。 負(fù)荷接線圖 各時(shí)段無(wú)功負(fù)荷圖 負(fù)荷補(bǔ)償接線簡(jiǎn)圖 假定總補(bǔ)償容量為QC ，則全年的電能損耗與無(wú)功負(fù)荷的關(guān)系為 式中：ΔA為全年的電能損耗； ΔPC為補(bǔ)償電容每kvar的有功損耗（kW），并聯(lián)電容器的ΔPC %%；T為運(yùn)行時(shí)間；R為補(bǔ)償點(diǎn)至外部系統(tǒng)的等值電阻。無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹匾康闹皇墙祿p節(jié)能，因此，從線損最少的角度來(lái)確定補(bǔ)償容量，是我們首先應(yīng)重視的問題。一、離線補(bǔ)償策略離線補(bǔ)償策略是用來(lái)進(jìn)行事前規(guī)劃，得出總體方案。（三）凈節(jié)約現(xiàn)值最大追求凈節(jié)約現(xiàn)值最大，不僅要考慮到電能損耗的減少，還要考慮無(wú)功補(bǔ)償裝置的投資價(jià)格。其目標(biāo)函數(shù)就是功率因數(shù)滿足某一特定范圍，即（二）線路電能損耗最少電能損耗包括兩個(gè)方面:一是線路損耗；二是變壓器損耗。這一范圍的無(wú)功補(bǔ)償策略，包括兩個(gè)方面的內(nèi)容:一是確定補(bǔ)償?shù)攸c(diǎn)和補(bǔ)償容量，對(duì)無(wú)功補(bǔ)償總?cè)萘窟M(jìn)行合理分配，這是事先規(guī)劃；二是要能動(dòng)態(tài)反應(yīng)電網(wǎng)中無(wú)功功率的變化，根據(jù)無(wú)功變化作出相應(yīng)的投切。第八節(jié) 低壓終端無(wú)功補(bǔ)償策略研究，由于電壓等級(jí)低，一直被電力系統(tǒng)所忽視，因而存在的問題也較多，損耗大、電能質(zhì)量差比較突出。利用晶閘管控制并聯(lián)電容器組進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，其主要目的是為了達(dá)到無(wú)功功率就地平衡，減少網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)功損耗，降低線損。由于配電網(wǎng)的線損占總損失的70%左右，因而應(yīng)當(dāng)以分散補(bǔ)償為主。變電站的集中補(bǔ)償，主要是補(bǔ)償主變壓器本身的無(wú)功損耗以及減少變電站以上線路傳輸?shù)臒o(wú)功功率，從而降低供電線路的無(wú)功損耗，而不能降低配電網(wǎng)絡(luò)的無(wú)功損耗。忽略任何一方的作用，都會(huì)使電網(wǎng)無(wú)功電力平衡失調(diào)。在城鄉(xiāng)電網(wǎng)中，用戶消耗的無(wú)功功率約占50%；在工業(yè)電網(wǎng)中，用戶消耗的無(wú)功功率約占60%；其余的無(wú)功功率消耗在電網(wǎng)中。因此，在補(bǔ)償過程中，在總體平衡的基礎(chǔ)上，研究局部的補(bǔ)償方案，才能達(dá)到較好的補(bǔ)償效果。如果無(wú)功補(bǔ)償不合理，造成局部地區(qū)的無(wú)功電力不能就地平衡，可能會(huì)使一些線路的無(wú)功電力偏多，電壓偏高，過剩的無(wú)功電力要向外輸出；還可能會(huì)使一些線路的無(wú)功電力不足，電壓下降，必然要向系統(tǒng)索取無(wú)功電力。為了最大限度的減少無(wú)功功率的傳輸損耗，提高設(shè)備效率，對(duì)配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償應(yīng)按照就地平衡的原則進(jìn)行。為了使電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和用戶的正常用電，因此首先要減少線路中大量無(wú)功功率的流動(dòng)，也就是使用戶的無(wú)功負(fù)荷和電網(wǎng)無(wú)功損失就地供應(yīng)。通過計(jì)算，除了確定補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)及補(bǔ)償容量，還可在已有無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備出力情況下使目標(biāo)最優(yōu)。第七節(jié) 低壓無(wú)功補(bǔ)償?shù)暮侠砼渲迷瓌t低壓終端無(wú)功補(bǔ)償策略研究的是一段時(shí)期內(nèi)安裝的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的最佳位置及容量。3. 造價(jià)低，多功能。終端無(wú)功補(bǔ)償裝置應(yīng)具有以下特點(diǎn)：，智能化程度高，免維護(hù)或少維護(hù)。因此，開發(fā)新型終端補(bǔ)償裝置具有重要意義。在不同季節(jié)，工作日和節(jié)假日以及一天的不同時(shí)段，負(fù)荷幅值有很大變化；其次，負(fù)荷容量較小，地點(diǎn)分散，補(bǔ)償?shù)慕?jīng)濟(jì)功率因數(shù)與集中補(bǔ)償不同；第三，終端補(bǔ)償一般沒有預(yù)留安裝位置，沒有專人管理，并且通常需要分相控制。研究發(fā)現(xiàn)，終端無(wú)功補(bǔ)償具有明顯的特殊性。具體位置可通過投入／產(chǎn)出比確定。因此，終端補(bǔ)償位置，根據(jù)線路終端總?cè)萘康拇笮。话惴謩e選用前兩個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)。低壓線路終端補(bǔ)償，在一般小區(qū)，其安裝位置通常只有3個(gè)，即：裝設(shè)于住宅樓總配電箱進(jìn)線處、樓梯單元配電箱進(jìn)線處或住戶配電箱進(jìn)線處。 （一）補(bǔ)償位置的確定。用戶終端補(bǔ)償方式的優(yōu)點(diǎn)：減少線損率可達(dá)20%；減小電壓損耗，改善電壓質(zhì)量，進(jìn)而改善用電設(shè)備啟動(dòng)和運(yùn)行條件；釋放系統(tǒng)能量，提高線路供電能力。按典型的8層2戶型住宅單元計(jì)算，設(shè)備容量約為200kW ，計(jì)算容量達(dá)到40kW以上。有資料表明。GB50052—1995《供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》指出，容量較大、負(fù)荷平穩(wěn)且經(jīng)常使用的用電設(shè)備，無(wú)功負(fù)荷宜單獨(dú)就地補(bǔ)償。二、終端補(bǔ)償終端無(wú)功補(bǔ)償即就地補(bǔ)償，位于低壓配電線路末端的負(fù)載處，直接提供負(fù)載所需要的無(wú)功功率，進(jìn)而減小低壓網(wǎng)的無(wú)功流量，降低線損和線路電壓降。因這種補(bǔ)償方式具有投資小、回收快、補(bǔ)償效率較高、便于管理和維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。（六）防止電容器安裝后產(chǎn)生諧振現(xiàn)象。（五）保護(hù)方式也要簡(jiǎn)化。（四）接線宜簡(jiǎn)單。補(bǔ)償容量太大，將會(huì)導(dǎo)致配電線路在輕載時(shí)過電壓和過補(bǔ)償現(xiàn)象。線路補(bǔ)償不設(shè)分組投切，分組投切要設(shè)互感器，這要增大投資，增大維護(hù)費(fèi)用，并影響電容器的使用壽命。所以，一條配電線路上宜采用單點(diǎn)補(bǔ)償，不宜采用多點(diǎn)補(bǔ)償。因此，線路補(bǔ)償必須結(jié)合以下實(shí)際工程要求來(lái)進(jìn)行：（一）補(bǔ)償點(diǎn)宜少。這種補(bǔ)償主要應(yīng)用在10kV等級(jí)電網(wǎng)中。既然在過勵(lì)磁時(shí)與電容器的作用類似，就可將同步補(bǔ)償機(jī)與用電端的感性負(fù)載并聯(lián)，以改善功率因數(shù)，：電感性負(fù)載 U I1 IT 同步補(bǔ)償機(jī)三、感性負(fù)載串聯(lián)電容器提高功率因數(shù)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)