【正文】 場所需要的勵磁電流。執(zhí)行端的白熾燈被導通，進入放電保護環(huán)節(jié)。其輔助觸頭KM1自動斷開，互鎖反相制動繼電器KM11斷電。在微機控制需要功率補償時，單片機8098輸出一個投入電力電容器的信號吸合繼電器KA1，則常開的觸頭KA1關(guān)閉，繼電器KM1通電。SA 為互鎖開關(guān)其中，互為反相觸頭。其中 KM1是接觸器KM1的主觸頭，接在高壓執(zhí)行端。KM11的線路中已有KM1的常閉觸點，只需在KM1的線路中串入KM11的常閉觸點。 執(zhí)行部分電路圖線路接觸器K M1和反接制動接觸器KM11不允許同時工作。合理的投切方式是“循環(huán)投切”，這種投切方式便先投入運行的電容器先退出，后投入的后退出。先投后切；而后面的卻后投先切。有控制器多數(shù)采取“順序投切”方式。在（~1）的范圍內(nèi)。進行投切要注意：容易發(fā)生投切震蕩現(xiàn)象所謂“投切震蕩”是指在某些負荷的條件下，若投入一組電容器，則功率因素超過規(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)時間有關(guān)。在范圍　（0～1），此時，無論cos為何值都要進行保護切除。u 滯后，即與之間是容性阻抗。u 超前，即與之間是感性阻抗時，此時，電路無需無功功率補償，結(jié)果直接輸出。一般現(xiàn)行的控制裝置大體上分為四種類型：電壓控制型，時間控制型，功率硬實控制型，兼而有之混合型。對無功功率補償，我們用的方案是電力電容器的投切，并保證電容器的安全經(jīng)濟的運行。即==且由于運算放大器虛短及虛斷的原理，==0V， 在閉環(huán)電路中，運放A1處：則有關(guān)系==運放A2處，由于虛短虛斷有關(guān)系式：=且滿足關(guān)系當=12V =5V當 =12V =0V設(shè)定電阻：=1K =1K =1K =1K =1K =10K=5K =2。由于微機輸入電壓信號的接受范圍是（0~5v）。這樣輸出的電壓就是一定的了。若穩(wěn)壓器輸出端與濾波器有一定距離時，為保證電路的穩(wěn)定性必須加接一制并聯(lián)電容 。 線性穩(wěn)壓器78XX，79XX的運用78XX/79XX系列是常用三端固定電壓集成線性穩(wěn)定器，78XX系列為正電壓輸出穩(wěn)壓器，79XX系列為負電壓輸出穩(wěn)壓器。由于他很小，一般電容器可以很快的充到交流電壓的最大值。單相橋式整流，電容濾波電路整流元件只在受正向電壓作用下才導通，否則就截止。由于電抗元件在電路中有儲能功能，當電源電壓低時，并聯(lián)的電容C就把能量釋放出來，使負載電壓比較平滑，即電容C具有平波的作用。工作原理：圖中為電源變壓器，它的作用是將交流電網(wǎng)電壓變成整流電路要求的交流電,是要求直流供電負載電阻，四只整流二極管接成電橋形。輸出寄存器D/A轉(zhuǎn)換電路x(t) y(t)數(shù)據(jù)寄存器計數(shù)電路 轉(zhuǎn)換開始 轉(zhuǎn)換結(jié)束 逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換電路的基本結(jié)構(gòu) 整流電路的任務(wù)是將交流電變換成直流電。同時，當前數(shù)據(jù)寄存器輸出端的數(shù)據(jù)送到輸出寄存器。當輸入電壓為（0~5V）時，A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字量D為逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器電路的基本工作原理是，當“開始轉(zhuǎn)換”信號有效后，計數(shù)電路在脈沖信號的控制下，送給數(shù)據(jù)寄存器初始的比較數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)經(jīng)由數(shù)據(jù)寄存器輸出到D/A轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換為對應的模擬電壓，輸入模擬信號與D/A輸出的模擬信號相比較，如果不相同，則控制計數(shù)電路進行遞增計數(shù)。所謂不丟失碼，是指對每個10位輸出碼，都有一個僅僅產(chǎn)生這個輸出碼的惟一輸入電壓范圍，也就是說，1024個輸出碼中，沒有一個是不存在的。所謂單調(diào)性，是指若模擬輸入電壓有所變化。8089的A/D轉(zhuǎn)換器采用的是逐次比較方式來完成模擬/數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，其內(nèi)部共有1024個內(nèi)部基準電壓與模擬輸入信號進行比較，結(jié)果產(chǎn)生10位二進制碼（）的數(shù)字信號。 0 A/D結(jié)果高位7逐次比較A/D轉(zhuǎn)換器取樣保持器4選1模擬門 A/D結(jié)果低位四路模擬輸入控制邏輯》 A/D命令8089單片機一次A/D轉(zhuǎn)換只能是對于其所選定的一路通道，8089可以選擇四路通道（、）中的任意一路。該模塊包括一個四通道的模擬多路轉(zhuǎn)換開關(guān)，采樣保持電路以及10位的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。 8098內(nèi)帶A/D轉(zhuǎn)換器單片機8098中有自帶A/D轉(zhuǎn)換器。按照前面對線性編碼方案的討論，較好的編碼方案其來年規(guī)劃誤差一般為，即LSB（LSB為低編碼位表示的值，即最小量化單位）。由于模擬電壓值與量化值之間存在量化誤差，因此A/D轉(zhuǎn)換電路的精度還與量化誤差，量化誤差越大，轉(zhuǎn)換精度越低。但是，編碼位數(shù)越多，編碼的存儲和處理工作任務(wù)越重。例如，對于0—1V之間的輸入模擬電壓，如果用3位的二進制編碼表示， V；用4位的二進制編碼編碼表示，V。分辨率主要反映A/D轉(zhuǎn)換電率對輸入微小模擬量的敏感程度，也就是最大與最小模擬量之間可以用多少個編碼來表示。故，按照本次設(shè)計的需要，我們決定用8098單片機芯片來完成。上述性能使8098成為8位微控制器工業(yè)中無與倫比的高級產(chǎn)品。并對就緒控制安排有若干運行方式。HSO單元便把軟件定時器標志置1，并出發(fā)軟件定時器的中斷。通過程序可使HSO在預定時間產(chǎn)生中斷。10）四個軟件定時器。不停的對內(nèi)部時鐘脈沖進行循環(huán)計數(shù)。當用戶系統(tǒng)的軟，硬件發(fā)生故障時，WDT可以使用用戶復位重新啟動用戶程序。D/A轉(zhuǎn)換的分辨率是8位。7）可用以作為D/A轉(zhuǎn)換的脈沖調(diào)制輸出PWM。6）全雙工同步/異步串行口。5）八個中斷類型包括有20個中斷源。所謂高速，是指一旦對高速輸入/輸出機構(gòu)編程后，它便可自動完成上述功能而無需CPU的干預。4）可編程高速輸入/輸出HSIO。3）四通道10位A/D轉(zhuǎn)換器。2） 高效的指令系統(tǒng)：8098可進行高速算術(shù)運算，16位加法只需1s即可以完成。這些寄存器全都具有累加器的功能。尤其是他組成智能化儀器儀表時，集測量，控制，處理，記錄，顯示于一體。測量控制應用要求單片機要有定時數(shù)據(jù)采樣功能和實時輸出控制功能，而8098單片機可滿足上述應用要求，在工業(yè)過程控制應用中可實現(xiàn)數(shù)字式單回路/多回路調(diào)節(jié)器的功能，實現(xiàn)對工業(yè)過程的閉環(huán)調(diào)節(jié)控制，能穩(wěn)定生產(chǎn)過程中各重要參數(shù)設(shè)定值，使生產(chǎn)逼近最佳的工況狀態(tài)。將電壓的有效值：U=離散化，以一個周期內(nèi)有限個采樣電壓數(shù)字量來代替一個周期內(nèi)連續(xù)變化的電壓函數(shù)值，則有　　式中——相鄰的兩次采樣時間間隔 ——第i1個時間間隔的電壓采樣瞬時值 N——一個周期的采樣點數(shù)若相鄰的兩次采樣的時間間隔都相等，為常數(shù)，考慮到N=，則：　U=通過對我國電力電網(wǎng)的分析，只要對電網(wǎng)電壓和電流信號每個周期均勻采樣16個點以上就能滿足測量要求。實際運用中，常取f(510) ，甚至更高。采樣次數(shù)越多，精度越高，但同時也要考慮單片機執(zhí)行指令時間及程序運行時間。這是我們本次設(shè)計的目的。在三相負荷平衡時，與的相位夾角是阻抗角，：如下圖所示 我們要測的腳是和之間的夾角。這樣，使輸電線上的損耗增大，線路電壓降增大，不但影響供電質(zhì)量，而且還多占用電源容量，對節(jié)能和充分利用電源的生產(chǎn)能力不利。但在工業(yè)中大多數(shù)都是電感性負載，如電動機等，使得相位差是 〈=90，功率因素會很低。越大，cos越大。功率因素是衡量交流設(shè)備做功情況的重要參數(shù)。我仍希望功率因素越大越好。有功功率 無功功率以及視在功率之間存在下述關(guān)系 即 S= ，而 被定義為電力網(wǎng)的功率因素，其物理意義是在線路的視在功率S 供給有功功率的消耗百分比。單片機選擇：選用帶自動監(jiān)測系統(tǒng)WTD，A/D轉(zhuǎn)化器以及高速可編程輸入輸出口的16位微機芯片。通過繼電器與之相匹配的觸頭，來控制投切端的電力電容器的投切。依據(jù)按的次數(shù)不同依次顯示：電壓，電流，和功率因數(shù)，并可以自動復位。2) 在一個顯示周期1s中，經(jīng)過50個采樣周期，將每一個采樣周期所采的電壓電流有效值計算出平均值。采樣方法：1）在一個交流采樣周期20中，采樣點一般為大于12，精確度較高。目前，就我國農(nóng)村和城市的生活用電而言，電量不斷的增長，但民用電器的功率φ因素很低，因此，供電部門和政府有關(guān)部門應對民用電器生產(chǎn)實行嚴格的監(jiān)督，否則將不頒發(fā)產(chǎn)品合格證。這種搭配比例已不適應大電力系統(tǒng)的發(fā)展，因為大電網(wǎng)的起高壓輸變電設(shè)備，輸送無功的損耗很高，并且隨負載波動變化很大。近年來，電力工業(yè)部辦法了有關(guān)條例，并著手研究解決無功補償方面的有關(guān)問題，尤其是在提高電力電容器制造質(zhì)量和新產(chǎn)品制造等方面，無功功率不足的問題，已逐步得以改善。美國主網(wǎng)的功率因素已接近于1，日本戰(zhàn)后大力提高功率因素，以度過供電難關(guān)。因此，解決好網(wǎng)絡(luò)補償問題，對網(wǎng)絡(luò)降損節(jié)能有著極為重要的意義。無功電源如同有功電源一樣，是保證電力系統(tǒng)能量，電壓質(zhì)量，降低網(wǎng)絡(luò)損耗以及安全運行所不可缺少的部分。凡是電磁線圈的電氣設(shè)備，要建立磁場就要消耗無功功率。[關(guān)鍵詞] 單片機8098 A/D轉(zhuǎn)換 電力電子器件 無功功率第一章 緒論電力系統(tǒng)中，無功功率主要用于電路內(nèi)電場與磁場的交換，并用以在電氣設(shè)備中建立和維持磁場的公路。本次設(shè)計的硬件部分由四個部分：檢測部分，控制部分，執(zhí)行部分，單片機部分組成。實驗基于單片機8098的運用來對所采樣的電壓和電流進行測量和比較，并進行相應的補償，結(jié)果通過四個LED數(shù)碼管顯示出來。重慶工學院畢業(yè)論文無功補償控制器軟件部分畢業(yè)設(shè)計目　　錄Ａbstract 3摘　要 4第一章 緒論 5 5 國內(nèi)外研究景況 5 6第二章 測量原理 7 7 8 9第三章 硬件部分 10（控制單元） 10 A/D轉(zhuǎn)換技術(shù) 13 A/D轉(zhuǎn)換概念 13 8098內(nèi)帶A/D轉(zhuǎn)換器 14 15 16 16 17 線性穩(wěn)壓器78XX，79XX的運用 18 19 19 20 21 23　補償電力電容器/Y型的選擇 23 24 相位數(shù)字化測量 25 26 功率檢測 28 顯示端 30 32 34 35 35第4章　軟件部分 38　( ) 40 ( ) 40 40 40結(jié)束語 42參考文獻 44致 謝 45附　　錄 46Ａbstract摘　要本文介紹了無功功率自動補償控制器。其主要面向220V 工業(yè)電力網(wǎng)。本次以16位8098單片機為核心，其中運用到單片機8098中的A/D轉(zhuǎn)換的單元，可編程高速輸入端口單元，以及監(jiān)測單元看門狗系統(tǒng)。在檢測部分中直接采用了交流采樣，將得到的信號送入主控部分，再由單片機進行處理，最后由顯示單元顯示。無功功率對外不作功，只是轉(zhuǎn)化成其他形式的能量。由于他不對外作功，故又叫無功功率。在電力系統(tǒng)中，無功要保持平衡，否則，將會使系統(tǒng)電壓下降，嚴重時，會導致設(shè)備得不到充分利用，促使網(wǎng)絡(luò)傳輸能力下降，損耗增加。 國內(nèi)外研究景況無功功率近二、三十年代來，由于大變電站和起高遠距離線路的建成，變壓等級的增加，使電網(wǎng)的無功功率消耗比例日益增大。我國電力工作部門過去對無功問題不夠重視。對于一般工業(yè)用戶而言，即供應每兆瓦時有功電量，則免費供應電量為619kvar。要考慮自動調(diào)整的無功補償。在我們的設(shè)計中。在這里，我們進行軟件多次采樣，采樣點不斷的循環(huán)逼近波峰值并以次計算出所采電壓電流的有效值。 顯示方法：用LED七段顯示，在接口處設(shè)按鈕開關(guān)，可以控制顯示電路的功能選擇。投切方法：單片機809