【正文】 統(tǒng)仿真已驗(yàn)證所設(shè)計(jì)產(chǎn)品是否滿足以上要求 第 7 頁 共 65 頁 論文的內(nèi)容和論文的結(jié)構(gòu)安排 1）通過任務(wù)要求分析，本文主要完成如下幾個(gè)設(shè)計(jì)內(nèi)容： A 設(shè)計(jì)出基于電壓電流互感器的功率因數(shù)測量電路； B 設(shè)計(jì)出信號調(diào)理電路以及 AD 轉(zhuǎn)換電路； C 設(shè)計(jì) 出電容組投切控制電路以及控制電路； D 設(shè)計(jì)出人機(jī)交互電路； E 設(shè)計(jì)出滿足整個(gè)任務(wù)要求的系統(tǒng)的軟件開發(fā)； F 設(shè)計(jì)出基于 PROTUSE 的控制系統(tǒng)仿真電路。最后，通過系統(tǒng)仿真測試系統(tǒng)的使用性。其中控制系統(tǒng)采用 STC89C52 作為核心控制器。 本設(shè)計(jì)的要求 本次設(shè)計(jì)所需要做的工作是：在無功功率補(bǔ)償裝置要求和電網(wǎng)（ 220,100A）情況下， 設(shè)計(jì)了基于 51 單片機(jī)的無功功率補(bǔ)償裝置。 無 功補(bǔ) 償 控 制器 己 由 基 于 SCR 的 靜 止 無功 補(bǔ) 償 器（ Static Var CompensatorSVC）、晶閘管控制串聯(lián)電容補(bǔ)償器（ Thyristor Controlled Series CompensatorTCSC）發(fā)展到基于 GTO 的靜止無功發(fā)生器（ Static Var GeneratorSVG）、靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器（ StaticSynchoronous Series CompensatorSSSC）。但并聯(lián)電容器就簡單多了，它的經(jīng)濟(jì)性、靈活性、方便性都是不錯(cuò)的 ,唯一的有點(diǎn)不好的地方是它的阻抗是一定的 ,不能夠按 照負(fù)載無功功率需求變化 ,也就是說無法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償。在實(shí)際的工作中，如果我們需要一些大小不同的感性或者容性的無功功率的時(shí)候，我們可以通過這個(gè)同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁來調(diào)節(jié)，這個(gè)調(diào)節(jié)并不難，只要讓它工作在欠勵(lì)磁或者過勵(lì)磁的狀態(tài)就可以了。 很多人都知道以前的無功功率補(bǔ)償裝置為并聯(lián)電容 器和同步調(diào)相機(jī)。 電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)元件的阻抗元件主要是電感性的，因?yàn)殡姼行缘谋旧硖匦裕裕瑸榱颂峁┯行У挠泄β?，就?huì)需要傳輸端和電氣終端的電壓有一個(gè)相位差，它可以實(shí)現(xiàn)在較寬的范圍里面，為了提供無功功率，則需要它們兩端的電壓有 1 個(gè)幅值差，但是這只可以實(shí)現(xiàn)在一個(gè)非常窄的范圍里面。接下來就使功率因數(shù)降低 ,系統(tǒng)的電壓下降。但是大多數(shù)電力電子裝置在運(yùn)行的時(shí)候的功率因數(shù)都比較低、他們消耗大部分了的無功功率，并且這些功率在電力系統(tǒng)占了很大的比例。 選題背景 隨著持續(xù)增長的中國國民經(jīng)濟(jì) GDP(中國人民生產(chǎn)總值 ),在這個(gè)過程中，我國的電力工業(yè)取得了很大的進(jìn)步，這個(gè)進(jìn)步在平常的生活中是顯而易注的。針對于現(xiàn) 有裝置的缺點(diǎn)，本文介紹的基于單片機(jī)的的無功功率補(bǔ)償裝置克服了以上缺點(diǎn)，具有準(zhǔn)確度高，能迅速投切，符合需要的經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。 第 5 頁 共 65 頁 1. 引言 本章介紹了本研究課題的背景及意義，闡述了其發(fā)展?fàn)顩r。 附錄 2：系統(tǒng)仿真圖 ...................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 附錄 ........................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 STC89C52 第 3 頁 共 65 頁 目 錄 1. 引言 ..................................................................... 5 選題背景 ........................................................... 5 本設(shè)計(jì)的要求 ...................................................... 6 論文的內(nèi)容和論文的結(jié)構(gòu)安排 ........................................ 7 2 系統(tǒng)方案總體設(shè)計(jì) .......................................................... 8 系統(tǒng)需求分析 ........................................................ 8 無功功率裝置原理 .................................................... 8 無功補(bǔ)償?shù)囊饬x ................................................ 8 系統(tǒng)方案選擇 ........................................................ 9 基于單片機(jī)的功率因數(shù)檢測方案選擇 .............................. 9 無功功率補(bǔ)償方案選擇 ......................................... 10 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ....................................................... 11 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)組成 ............................................. 11 系統(tǒng)原理 ..................................................... 11 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) ......................................................... 13 功率因數(shù)測量電路 ................................................... 13 功率因數(shù)測量原理 ............................................. 13 基于單片機(jī)的測量原理分析 ..................................... 13 基于單片機(jī)的無功功率因數(shù)測量電路設(shè)計(jì) ......................... 14 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) ................................................... 16 單片機(jī)控制單元設(shè)計(jì) ................................................. 18 單片機(jī)的介紹 ............................................... 18 中斷系統(tǒng) ................................................... 20 定時(shí)器 ...................................................... 20 顯示部分 .................................................... 21 控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) ............................................. 21 存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì) ................................................. 23 第 4 頁 共 65 頁 電容投切電路設(shè)計(jì) ................................................... 23 電容投切原理 ................................................. 23 電容投切電路設(shè)計(jì) ............................................. 24 電源電路設(shè)計(jì) ....................................................... 25 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ............................................................. 27 軟件開發(fā)環(huán)境介紹 ................................................... 27 C 語言介紹 ................................................... 27 軟件總體設(shè)計(jì) ....................................................... 27 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì) ............................................... 27 系統(tǒng)中斷程序設(shè)計(jì) ............................................. 29 電容投切程序設(shè)計(jì) ............................................. 30 5 系統(tǒng)建模與仿真結(jié)果分析 ................................................... 32 系統(tǒng)仿真環(huán)境介紹 ................................................... 32 系統(tǒng)建模 ........................................................... 32 系統(tǒng)仿真結(jié)果分析 ................................................... 34 結(jié)束語 ...................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 Power Factor。本裝置可實(shí)現(xiàn)功率因素從很低到 ??COS ，而且能讓電容自動(dòng)投切進(jìn)電路，并且能顯示補(bǔ)償后的功率因素和補(bǔ)償前的，和線路電流電壓。主要采用 ST89C52 單片機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制。 在電力系統(tǒng)本身來說 ,如果需要保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和它的經(jīng)濟(jì)性，那么保證無功補(bǔ)償?shù)姆€(wěn)定就是一定的，在正常的來說，當(dāng)運(yùn)行正常的時(shí)候，如果它的無功功率不能被其他的裝置維持的話，那么電網(wǎng)中就需要提供大 量的無功功率，這就會(huì)引起電壓的降低或者線損的增加，所以，不管是需要維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定還是我們想要的低成本，在電網(wǎng)中，我們都要加裝一些裝置，用來補(bǔ)償無功功率。 第 1 頁 共 65 頁 摘 要 眾所周知的，在現(xiàn)在的電力網(wǎng)中，因?yàn)楝F(xiàn)在的低壓電網(wǎng)里面的大多數(shù)電力設(shè)施都是感性的負(fù)載，由于它的特性，所以普遍存在著功率因素較低，在電網(wǎng)中消耗的線路損耗較大，造成電力能量比較差，所以，在實(shí)際中，無功補(bǔ)償很完美的運(yùn)用在各行各業(yè)。但一些老的的做補(bǔ)償裝置的準(zhǔn)確度低，容易對電網(wǎng)產(chǎn)生震蕩等等缺點(diǎn)，所以比較難在實(shí)際中實(shí)現(xiàn)。 針對這種情況，本課題設(shè)計(jì)了一種全自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置。系統(tǒng)對電網(wǎng)電壓和電流進(jìn)行采樣、計(jì)算，從而獲得 COS∮和有功功率。 關(guān)鍵字 ：無功補(bǔ)償 ST89C52 單片機(jī) 功率因素 自動(dòng)控制 第 2 頁 共 65 頁 Abstract As we all know,In the industrial production process,Classification and statistical work of different goods and modities in the pipeline is a daunting in the process of packing shipment of the era of manual will cost a lot of manpower. A fully automatic reactive power pensation devices. This device is in the previous inspection manual or electromagic reactive power pensation devices based on selfdesigned by the author, mainly using AT89C51 singlechip microprocessor as the realization of automatic to the power grid voltage and current sampling, puting, to gain COS ∮ and active. The device can be realized from the power factor COS ∮ = pensation to the COS ∮ = , power factor and can ensure that changes in the automatic switching to realtime shows that the current power factor, current and active, and can achieve the manual and automatic control. The system hardware circuit