【正文】 0 0 t 13 電流的波形的采樣通過一個電流互感器把 0 到 5A 的交流信號變換成 0 到 50mA 的交流小信號，再經過 R19 限流以及 D2 和 D3 的嵌位送過 LM393 的第 2 腳負輸入端。因為 LM393 的第 5 腳正輸入端接地，所以它是一個過零比較器，當電壓波形過零時， LM393 的第 7 腳輸出端電平反轉。 LM393 的第 5 腳正輸入端接地。電流和電壓的相位差檢測電路原理圖如圖 5 所示。只要檢測到這兩個數據即可控制電力電容的投入或切除。電壓與電流的相位差的余弦稱為功率因數。 TF3 TRANS 2 4 1 3 9V/AC BRIDGE220V/AC C4 104 C5 104 C3 470UF/25C6 1000UF/16V Vin 1 GND 2 Vout 3 U2 7805 VCC +5 10 R351KR361KR371KMCLRRA0RA2RA2RA3RA4RA5VssOSC1OSC2RC0RC1RC2RC3RB7RB6RB5RB4RB3RB2RB1RB0VddVssRC7RC6RC5RC412345678910111213142827262524232221201918171615U1PIC16F73VCCS1ALT KEYR34100RS2ADD KEYR33100RS3SUB KEYR32100R 圖 4 按鍵掃描電路原理圖 Fig 4 Key scan circuit diagram 電流和電壓相位差檢測電路 當電流和電壓的波形一致，即電流和電壓的相位差為零時，此時的功率因數最高，無功功率為零。當手動指示燈點亮時，就可以對 10 路電力電容進行手動投入或切除操作，按加鍵可以從第 1 路依次投入 10 路電力電容；按減鍵可以從第 1 路依次切除 10 路電力電容。 10﹪的直流電壓，經過電解電容 C7 濾波后輸出，供繼電器等需要 +12V 的器件使用 ， +12V 在原 理圖中標注為 VDD。 +5V 在原理圖中標注為 VCC。 10﹪的直流電壓，穩(wěn)壓塊 7805將 12V 穩(wěn)壓到 +5V 輸出，供 MCU 等需要 +5V 的器件使用。 4 系統(tǒng)各模塊工作原理與實現(xiàn)方法 系統(tǒng)的供電 系統(tǒng)需要 +5V 和 +12V 兩組直流電源。采用 24C01 作為系統(tǒng)的數據掉電存儲器。采用 10 個 LED 指示 10 路電力電容的投切狀況。 5% 控制參數 目標預置： ～ ；步長 投切延時： 1～ 255s 過壓保護： 240V,用戶可以自行設定 電力電容組 1 電力電容組 10 圖 1 無功功率的功能方框圖 Fig 1 Functional block diagram of reactive power pensation A Y 圖17 檢測功率因數程序流程圖 Fig 17 Power factor testing program flow chart N 圖 16 檢測電力Y C 8 欠流禁止啟動： 200mA,用戶可以自行設定 3 系統(tǒng)硬件框圖 控制器采用高價比的 PIC16F73 單片機為基本硬件，由于充分利用了計 算機的高速運算力和邏輯判斷力，使得本系列控制器真正做到了智能化。 7 技能參數 基本參數 額定電壓： AC380/AC220V177。 (7)電流取樣信號的輸入電阻小于０ .０ 5Ω 可直接從計量 回路中取出 。 (5)具有過壓判斷顯示并快速切除電容器組的功能，防止電容器組在過電壓條件下運行 。 6 (3)數碼顯示電網功率因數 、 電壓 、 電流（二次側）和控制參數。 ２ .１ 功能特點 (1)以無功功率為控制物理量，控制精度高，且無投切震蕩。電力電子技術是無功補償技術的基礎，電力電子器件向快速 、 高電壓 、 大功率發(fā)展，是采用電力電子器件的無功補償從根本上改變了交流輸電網過去基本只依靠機械型 、 慢速 、 間斷及不精確的控制的局面，從而為交流輸電網提供了空前快速 、 連續(xù)和精確的控制以及優(yōu)化潮 流功率的能力。并聯(lián)電容器簡單經濟，靈活方便，但其阻抗固定，不能跟蹤負荷無功需求的變化即不能實現(xiàn)對無功功率的動態(tài)補償。同步調相機可理解為專門用來產生無功功率的同步電機，可根據需要控制同步電機的勵磁，使其工作在過勵磁或欠勵磁的狀態(tài)下，從而發(fā)出大小不同的容性或感性無功功率，因此同步調相機可對系統(tǒng)無功進行動態(tài)補償。power factor。 Technology College of Hunan Agricultural University,Changsha 410128) Abstract: In recent years,as Chinese nationl GDP (gross domestic product) is growing,Chinese prower industry has also been considerable the reactive power grid problems have gradually attracted people’s attention, various power electronics devices in electric power systems,industrial,transportation and the family is used to this , a lowpressure side in the installation of reactive pensation devices is designed by improving the power quality and power factor,so as to maintain power system security and stable aperation. The system can not noly improve the electricity supply system and load power factor,but also reduce equipment capacity and power can receiving end and the stability of the grid voltage and improve the quality of power supply . Key words: reactive power pensation。穩(wěn)定受電端及電網的電壓，提高供電質量。根據這種情況，設計出一種能在低壓側裝設無功補償的裝置通過提高電能質量和功率因數，從而維護電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定地運行。 畢業(yè) 設計 作者簽名： 年 月 日 3 目 錄 摘要????? ?? ??????? ? ?????????????? 1 關鍵詞????? ?? ????????????????????? 1 1 前 言 ??????????? ? ?? ? ????? ? ?????? ?? 1 2 系統(tǒng)功能說明?????????????????????????? 2 功能特點 ????????????????????????? 2 技術參數 ????????????????????????? 3 3 系統(tǒng)硬件框圖?????????????????????????? 4 4 系統(tǒng)各模塊工作原理與實現(xiàn)方法?????????????????? 5 系統(tǒng)的供電????????????????????????? 5 按鍵掃描電路???????????????????????? 6 電流和電壓相位差檢測電路?????????????????? 6 電流和電壓的 A/D 轉換電路?????????????????? 9 八段數碼管和 LED 指示燈電路????????????????? 11 十路電力電容驅動電路???????????? ???????? 12 EEPROM 的驅動電路?????????????????????? 15 5 軟件設計與代碼分析??????????????????????? 16 初始化、欠流判斷和開機按鍵掃描程序????????????? 16 檢測電力電容容量程序???????????????????? 18 檢測功率因數程序?????????????????????? 19 參數設置程序????????????????????????? 22 6 結論????? ?????? ? ?? ? ????? ? ?????? ?? 25 參考文獻 ??????????????????????????? 25 4 致謝????????????????????????????? 26 附錄????????????????????????????? 26 附錄 1????????????????????????????? 26 附錄 2????????????????????????????? 36 無功功率補償控制器的設計 學 生： 指導老師： 摘 要 ： 今年來，隨著我國國民 經濟 GDP(國民生產總值 )的不斷增長，我國的電力工業(yè)也有 了長足的發(fā)展。 同時，本論文的著作權由本人與湖南農業(yè)大學東方科技學院、指導教師共同擁有。除文中已經注明引用的內容外，本論文不含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的作品成果。 1 湖南農業(yè)大學東方科技學院 全日制普通本科生 畢業(yè) 設計 無功功率補償控制器設計 THE DESIGN OF REACTIVE POWER CONMPENSATION 學生姓名 ： 學 號： 202141914114 年級專業(yè) 及班級 ： 2021 級 機械設計制造及其自動化（ 1）班 指導老師 及職稱 ： 學 部 ： 理工學部 湖南長沙 2 提交日期 ： 2021 年 5 月 湖南農業(yè)大學 東方科技學院全日制普通本科生 畢業(yè) 設計誠信聲明 本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè) 設計 是本人在指導老師的指導下，進行研究工作所 取得的成果，成果不存在知識產權爭議。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體在文中均作了明確的說明并表示了謝意。 本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。同時電力網中的無功問題也已逐漸引起人們的廣泛關注 ，各種電力電子裝置在電力系統(tǒng)、工業(yè)、交通和家庭中的應用日益廣泛。本系統(tǒng)能提高供用電系統(tǒng)及負載的功率因數，降低設備容量，減少功率損耗。 關鍵詞 ： 無功功率補償；過壓；功率因數；供電效率 The Design of Reactive Power Compensation 5 Student: Yang Yi Tutor: Liu Xuhong (Oriental Science amp。 overvoltage。power efficiency 1 前言 早期的無功補償裝置為同步調相機和并聯(lián)電容器。但是它屬于旋 轉設備，運行中的損耗和噪聲都比較大，運行維護復雜，成本高，且響應速度慢，難以滿足快速動態(tài)補償的要求。隨著電力電子技術的發(fā)展，近幾年出現(xiàn)了多種電力系統(tǒng)無功補償新技術。 ２ 系統(tǒng)功能說明 無功補償的功能方框如圖１所示。 (2)控制參數全數字操作，使用方便，一步到位，停電數據不丟失。 (4)具有手動運行和自動運行兩種工作方式，方便用戶的安裝調試 。 (6)具有欠流判斷顯示并禁止投入電容 。 (8)輸出路數 1~10 路。 10﹪ 額定電流： AC0~5A 額定頻率： 50Hz177。采用 3 個 8 段數碼管作為數據顯示，用來顯示電壓、電流、功率因數等；采用 8 個發(fā)光二極管（ LED）