【正文】 ：地址鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效。 (3) 21～28：8 位數(shù)字量輸出端。下面說(shuō)明各引腳功能。 mW內(nèi)部結(jié)構(gòu)：ADC0809 是 CMOS 單片型逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 所示，它由 8 路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8 位開關(guān)樹型 A/D 轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器、邏輯控制和定時(shí)電路組成。 V(6) 工作溫度范圍為40～+85 攝氏度。　 s?kHzs?kHz(4) 單個(gè)+5V 電源供電。 (2) 具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?。其內(nèi)部有一個(gè) 8 通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通 8 路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。由于外部時(shí)鐘信號(hào)是通過(guò)一個(gè) 2 分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的，所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大的低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。用戶也可以采用外部時(shí)鐘。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容 、 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。(10)XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12V的編程允許電源 VPP，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 VPP。需注意的是：如果加密位LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA 端狀態(tài)。(8) EA/VPP：外部訪問(wèn)允許。 (7) PSEN：程序儲(chǔ)存允許（PSEN ）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng) AT89C52 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。對(duì) Flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG） 。一般情況下，ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。P3 口作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如表 所示：表 AT89C52 P3 口備選功能管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） 0INT (外部中斷 0) 1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） D（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。此時(shí)，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流（IIL） 。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。Flash 編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和一些控制信號(hào)。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR 指令）時(shí)，P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。(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。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)。(2) P1 口：P1 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 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。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。 (1) P0 口：P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 口， 也即地址/ 數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。VCC（40 腳）和 VSS（20 腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負(fù)端。主要管腳有：XTAL1（19 腳）和 XTAL2（18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接 12MHz 晶振。圖 PDIP 封裝的 AT89C52 引腳圖AT89C52 為 8 位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 C51 內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的 8xc51 相同（如圖 ） ，其主要用于會(huì)聚調(diào)整時(shí)的功能控制。 (10) 低功耗空閑和掉電模式，軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能。(8) 2 個(gè)外部中斷源，共 8 個(gè)中斷源。(6) 時(shí)鐘頻率 024MHz。 (4) 256x8bit 內(nèi)部 RAM。 (2) 8k 可反復(fù)擦寫(大于 1000 次)Flash ROM。3．1．2 測(cè)量精度(1) 電壓、電流： 級(jí)(2) 有功功率、無(wú)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。短路保護(hù)：由快速熔斷器和空氣開關(guān)雙重保護(hù)。(5) 自動(dòng)延時(shí)功能：電容器投切延時(shí)至少 10 秒，同組電容器的投切間隔時(shí)間大于 5 分鐘 。(3) 控制物理量：以無(wú)功功率電容器的投切。3．1 無(wú)功補(bǔ)償裝置的技術(shù)要求3．1．1 補(bǔ)償控制應(yīng)符合技術(shù)條件本次裝置設(shè)計(jì)的基本技術(shù)條件 [6]：(1) 控制方式：可控硅與接觸器聯(lián)合控制，即在投切時(shí)采用可控硅，正常運(yùn)行時(shí)采用接觸器的方式。2i ()()()第 3 章 硬件設(shè)計(jì)在一系列的理論分析之后，本次設(shè)計(jì)將采用根據(jù)功率因數(shù)來(lái)確定補(bǔ)償容量的方法，再根據(jù)當(dāng)前無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，我們采用 TSC 并聯(lián)電容器型的無(wú)功補(bǔ)償裝置。設(shè)補(bǔ)償前線路電源電壓為 ，線路末端電壓為 ，線路輸送的有功功率為1U2U，無(wú)功功率為 ，電阻為 ，電抗為 ，則PQRX212QP???補(bǔ)償無(wú)功 后，線路末端電壓升為 則c 39。2．3 確定補(bǔ)償容量的幾種方法2．3．1 從提高功率因數(shù)需要確定補(bǔ)償容量設(shè)電網(wǎng)的最大負(fù)荷月的平均有功功率為 ，補(bǔ)償前的功率因數(shù)為 ，RjP1cos?補(bǔ)償后的功率因數(shù)為 ，則所需要的補(bǔ)償容量 的計(jì)算公式為2cos?cQ)(21?tgtQpjc??若要求將功率因數(shù)由 提高的 而小于 ，則補(bǔ)償容量 計(jì)算為1s2os3osc )()( 12?tPtgPpjcpj ??()()2．3．2 從降低線路有功損耗需要來(lái)確定補(bǔ)償容量設(shè)補(bǔ)償前線路中的電流為 ，相應(yīng)的有功電流為 ，無(wú)功電流為 ，補(bǔ)償1I1rI1xI無(wú)功 后線路中的電流為 ，相應(yīng)的有功電流為 ，無(wú)功電流為 ，則Q2 2補(bǔ)償前的線路損耗為： RIIPr2121)cos(3???補(bǔ)償后的線路損耗為： IRIr22)cos(3則補(bǔ)償后線損降低的百分值為： %10])cos(1[%0221 ????????lP若根據(jù)要求 已經(jīng)確定，則可求得：% ?1sco2?則補(bǔ)償容量可以按式 )(21?tgtPQpjc?來(lái)計(jì)算。且主要適用于大容量大負(fù)荷的配變。(3) 跟蹤補(bǔ)償，是指以無(wú)功補(bǔ)償投切裝置作為控制保護(hù)裝置，將低壓電容器組補(bǔ)償在大用戶 母線上的補(bǔ)償方式，適用于 100 及以上的專用配變kVkVA電用戶。配變?cè)谳p載或空載時(shí)的無(wú)功負(fù)荷主要是變壓器的空載勵(lì)磁無(wú)功，配變空載無(wú)功是用電單位無(wú)功負(fù)荷的主要部分，對(duì)于輕負(fù)載的配變而言，這部分損耗占供電量的比例很大，從而導(dǎo)致電費(fèi)單價(jià)的增加，從而導(dǎo)致電費(fèi)單價(jià)的增加。為防止電機(jī)推出時(shí)產(chǎn)生自激過(guò)電壓，補(bǔ)償容量一般不大于電機(jī)的空載無(wú)功。隨機(jī)補(bǔ)償?shù)貎?yōu)點(diǎn)是：用電設(shè)備運(yùn)行時(shí)，無(wú)功補(bǔ)償投入；用電設(shè)備停止運(yùn)補(bǔ)償()裝置也退出，不需要頻繁調(diào)整補(bǔ)償容量。(1) 隨機(jī)補(bǔ)償，是指將低壓電容器組與電動(dòng)機(jī)并聯(lián)，通過(guò)控制、保護(hù)裝置與電機(jī)共同投切。針對(duì)影響功率因數(shù)的一些主要因素，要尋求一些行之有效的、能夠使低壓電網(wǎng)功率因數(shù)提高的一些實(shí)用方法，使低壓電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)功的就地平衡，達(dá)到降損節(jié)能的效果。)(tU2．2 低壓電網(wǎng)中的幾種無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆绞教岣吖β室驍?shù)問(wèn)題的實(shí)質(zhì)就是減少用電設(shè)備的無(wú)功功率需要量。)(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。根據(jù)第一章的有功電流 與無(wú)功電流 的定義，還可以用圖 理解)(tIR)(tIX電力系統(tǒng)中無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔门c原理。 ?cos39。（）（）降為 ，功率因數(shù)也由 提高到 。圖 并聯(lián)電容器的補(bǔ)償電流向量圖圖中的用電負(fù)荷總電流 可以分解為有功電流分量 ，和無(wú)功電流分量 I PIQI(電感性的) 。由電壓損耗計(jì)算公式 UXQPRC)(????可知，采用無(wú)功補(bǔ)償措施后，因通過(guò)電力網(wǎng)無(wú)功功率的減少，降低了電力網(wǎng)中的電壓損耗，提高了用戶處的電壓質(zhì)量。同一臺(tái)變壓器，因?yàn)樨?fù)荷的功率因數(shù)的提高而可多供 200 千瓦負(fù)荷，是相當(dāng)可觀的。 )()(2jXRUPQjC????視在功率的減少可相應(yīng)減少供電線路的截面和變壓器的容量，降低供用電設(shè)備的投資。39。圖 無(wú)功補(bǔ)償原理設(shè)電感性負(fù)荷需要從電源吸取的無(wú)功功率為 ，裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置后，補(bǔ)償無(wú)Q（）（）（）（）功功率為 ，使電源輸出的無(wú)功功率減少為 ，功率因數(shù)由 提高cQcQ??39。 Qc39。這樣，感性負(fù)荷所需要的無(wú)功功率可由容性負(fù)荷輸出的無(wú)功功率補(bǔ)償。電網(wǎng)中的線損公式如下： )()(3221 jXRQpjXRISC??????式中： 11jQPS??， 22jP其中有功線損 的計(jì)算公式為：，RUQC221?????這其中由于無(wú)功功率在電網(wǎng)中流動(dòng)而引起的有功線損 的計(jì)算公式為：QP?PCQ2?由上述分析可見，要減少電力網(wǎng)中的電壓損耗和電網(wǎng)的線損率，提高用戶端的電壓質(zhì)量的重要措施之一，是減少電力網(wǎng)元件中的無(wú)功傳輸，可以從提高負(fù)荷的自然功率因數(shù)和進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償兩方面來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。 R圖 2. 1 由局部電力網(wǎng)的等效電路圖由局部電力網(wǎng)的等效電路圖 2．1 可知，電力網(wǎng)中由于無(wú)功負(fù)荷而帶來(lái)的電壓損耗 的計(jì)算公式為：U? CUXQRPRXIRI 22221 sincos ???????? 式中： ——電網(wǎng)的額定電壓C ——元件的末端電壓2 ——電網(wǎng)中的電壓和電流的差角? R —電網(wǎng)中元件的等效電阻和電抗X 2P—元件末端的有功負(fù)載和無(wú)功負(fù)載由式 可知由負(fù)荷的無(wú)功功率 在元件引起的損耗 的計(jì)算公式為：2QXU?CXU??而由負(fù)荷的有功功率 在元件中引起的電壓損耗的計(jì)算公式為：2P1I 2S2ISX1 2U（）（）CRUP2??。所以無(wú)功功率被使用于建立磁場(chǎng)和靜電場(chǎng)，它存儲(chǔ)于電感和電容中，通過(guò)電力網(wǎng)往返于電源和電感、電容之間。電動(dòng)機(jī)和變壓器在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中建立交變磁場(chǎng)，在一個(gè)周期內(nèi)吸收的功率和釋放的功率相等，這種功率稱為感性無(wú)功功率。 (5) 第 5 章 結(jié)論與展望第 2 章 無(wú)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。(3) 第 3 章控制器的硬件電路部分對(duì)此無(wú)功補(bǔ)償控制器的硬件電路進(jìn)行系統(tǒng)的解析、設(shè)計(jì)。本文的章節(jié)安排：(1) 第 1 章緒論部分對(duì)該課題的研究背景和無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展歷史進(jìn)行概述，并提出本文的主要研究?jī)?nèi)容和各章的內(nèi)容安排。第二是在傳統(tǒng)的無(wú)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(wú)功補(bǔ)償器。1．3 設(shè)計(jì)提要該課題的研究主要有兩方面內(nèi)容：第一是無(wú)功補(bǔ)償?shù)幕驹砗驮陔娋W(wǎng)中最佳無(wú)功補(bǔ)償方式的討論。它可以連續(xù)調(diào)節(jié)無(wú)功，并且能夠抑制諧波，補(bǔ)償特性較好。 cIU圖 12 FCTCR 型無(wú)功補(bǔ)償器的主回路(3) 靜止調(diào)相機(jī) ASVC (Advantage Static Var Compensator),屬于串聯(lián)型補(bǔ)償器。由于 TCR 中除可控硅全導(dǎo)通或關(guān)斷之外器電流都是非正弦的，所以它是一個(gè)電流諧波源，對(duì)電網(wǎng)有一定的危害。 可以從 到 范圍內(nèi)變??90?18化。FCTCR 方式是用雙相可控硅的相位控制，調(diào)整電抗器的電流，從而調(diào)整無(wú)功功率的方式。 U1C23C1cI2cI3cI圖 11 TSC 型無(wú)功補(bǔ)償裝置主回路(2) FC TCR( Fixed capacitorThyristor Controlled Reactor)型無(wú)功補(bǔ)償裝置，它屬于并聯(lián)型無(wú)功補(bǔ)償裝置。由此可見TSC 的無(wú)功調(diào)節(jié)是有級(jí)的，它無(wú)法連續(xù)的輸出無(wú)功，這使其在使用中存在合理選擇電容，適當(dāng)分級(jí)的問(wèn)題。主回路如圖 11 所示，是由多臺(tái)電力電容器并聯(lián)以及由可控硅構(gòu)成的執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。由無(wú)功補(bǔ)償源在主電路回路中連接方式的不同，無(wú)功補(bǔ)償器可分為并聯(lián)型和串聯(lián)型兩種結(jié)構(gòu)。(3) 是引入電力電子變流技術(shù)，將變流器作為無(wú)功電源來(lái)調(diào)節(jié)無(wú)功的輸入和輸出，起到補(bǔ)償負(fù)載無(wú)功的作用。由于電力電子器件的高開關(guān)頻率，使其能夠方便地控制電容器電流的導(dǎo)通角，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)功的連續(xù)調(diào)節(jié)，快速跟蹤負(fù)載無(wú)功的變化?，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)。無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)和電力電子技術(shù)的結(jié)合主要有以下三方面 [3]：(1) 是作為投切電容器的開關(guān)。晶閘管的出現(xiàn)標(biāo)志著電力電子技術(shù)的誕生，并以此為起點(diǎn)，隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)和變流技術(shù)的發(fā)展，新型的電力電子器件不斷問(wèn)世，由此引發(fā)了眾多行業(yè)的變革，如交流變頻調(diào)速技術(shù)的蓬勃發(fā)展。隨著近代電力電