低压无功补偿器设计

软件设计
在软件设计上我们采用汇编语言，用汇编语言用来编制系统软 件和过程控制软件，其目标程序占用内存空间少，运行速度快，有 着高级语言不可替代的用途。
开始 初始化
电压检测
过压？ N 电流检测
Y
无功计算
N
补偿？
Y 投电容器
切电容器
软件设计
随器补偿应以配变容量的6%～8%选择电容器容量效果较好， 因为这大约相当于配电变压器空载时的无功功率，本次设 计一共设了3组容量为25电容器组，方便控制和调节补偿容 量，采用三相共同补偿。 当检测到到的功率因数小于0.95时，投入第一组电容器组； 再进行第二次检测，计算得到功率因数再于默认值进行比 较，若实际功率因数仍然小于0.95的话，继续投入第二组 电容器组，以次类推，直到实际功率因数小于标准。 当检测到的三相电压大于标准电压时（通常取400V），即 电网处于容性状态，无功补偿过量，则立即切除第三组电 容；继续检测电压，若电压仍然高于标准的话，则切除第 二组电容器组，以次类推，直到实际电压小于标准。
模拟信号调理电路
输出控制电路
光电偶合器通过一个非门与89C51的一个输出口连接，当 此脚输出高电平时，使3021打开驱动双向可控硅，使晶 体管导通和继电器吸合，驱动电容器组投入运行，发光 二级管发光指示。当管脚输出为低电平时，将会封锁住3 021，则继电器释放，发光二级管熄灭，电容器组退出电 路。
低压无功补偿器的结构图
•
电压互感器
控制
电容器
部分
组
信号 A/D 处理 转换 AT89C51
单片机 电流互感器
LCD
wk.baidu.com显示
+12V V TTrans IN4007 ? QQNPN A TTrans - + 1 A - + ? UOptoTRIAC ）） 2 11 AA +5V （（ U45ASN74F04D 上上 1 ? K 同同 1RRes2 A2A3 +12V 8760626 122223456791111 IN3IN2IN1IN0IN4IN5IN6IN7 EOC VCC ADC0809 START CLOCK VREF(-) VREF(+) OUTPUT D N ADDAADDBADDCALE2-1MSB2-22-32-42-52-62-72-8LSBG . /ADC0809 543210985473 8 222222111111 2 3 4SW-PB VCC+5V 9876541234567801234567 V 333333672222222211111111 5 P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7 P3.4/T0P3.5/T1 P3.7/RD P3.6/WR P3.1/TXD P3.0/RXD P3.2/INT0P3.3/INT1 F R D M V VCC OD DN VRESETG A *34MAX813L XTAL1XTAL2RSTPSENALEEP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7 .AT89C51 98990112345678 11233 ? K 1RRes2 21 1981 0123 VCC+5V 01234 QQQQ 12345678911111 01234567 S E D W RDDDDDDDD D 74LS90 R VSS VEE V LM016L CKACKB R0(1)R0(2)R9(1)R9(2) *74LS90 4 12367 1 LCD ' ' 30PF30PF
硬件设计
89C51是低电压、高性能的 8位单片机， 片内含4K 的可反复擦写的只读程序存储（） 和128的随机存取数据存储器（），器件兼 容标准—51指令系统，内置通用8位中央处 理器（）和存储单元。
。
硬件设计
转换器 0809是一种8路模拟输入逐次比较型转换器。它由8路模拟开头、地 址锁存与译码器、8位转换器和三态输出锁存缓冲器组成。0809芯 片可以分时处理8路模拟量输入信号，使用模拟开关切换。在某一 时刻，模拟开关只能与一路模拟量通道接通，对该通道进行转换
• 随着近代电力电子技术的出现和发展，无功补偿技术也随 之发展。晶闸管的出现标志着电力电子技术的诞生，并以 此为起点，随着半导体制造技术和变流技术的发展，新型 的电力电子器件不断问世，由此引发了众多行业的变革， 如交流变频调速技术的蓬勃发展。同样电力电子技术对无 功补偿技术也带来了新的发展锲机。
无功补偿原理
国内外无功补偿技术的现状
• 早期的无功补偿装置为并联电容器和同步补偿器，多用在 系统的高压侧进行集中补偿。至今并联电容器仍是一种主 要补偿方式，应用范围广泛，只是控制器在不断的更新发 展。同步补偿器的实质是同步电机，当励磁电流发生改变 时，电动机可随之平滑的改变输出无功电流的大小和方向， 对电力系统的稳定运行有好处。但同步补偿器成本高，安 装复杂，维护困难，使其推广使用受到限制。
硬件设计
看门狗 系统采用监控芯 片813L构成硬件 狗，与89C51的 接口电路如右图 所示。
硬件设计
显示 本次设计采用1602型显示， 1602型显示模块具有体积小， 功耗低，显示内容丰富等特 点。 1602型可以显示2行16个字 符，有8位数据总线D07和，， 三个控制端口，工作电压为 5V，并且具有字符对比度调 节和背光功能 。
* VCC/+5V S VCC 098765432123456780900 433333333222222221213 P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7 VCC PSEN ALEP R P3.1/TXD P3.0/RXD M WDI VCC D D N WDORESETG MAX813L D N P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P3.3INT1P3.2INT0P3.5/T1P3.4/T0EA/VPPXTAL1XTAL2RESETP3.7/RDP3.6/WRG B *AT89C51 1234567832541989760 1111311112
S S'
'
Qc Q
Q'
p
设电感性负荷需要从电源吸取的无功功率为Q，装设无功补偿装置
后，补偿无功功率为，使电源输出的无功功率减少为Q’=
，
功率因数由φ提高到φ’，视在功率S减少到S’。
无功补偿原理
I

Iq
Iq

U
I
Iq
Ic
I
图中的用电负荷总电流I可以分解为有功电流分量，和无功电流分量 (电感性的)。当并联电容器投入运行时，流入电容器的容性电流与 方向相反，故可抵消一部分使电感性电流分量降低，总电流I由降为 I’，功率因数提高。这时，负荷所需的无功功率全部由补偿电容供 给，电网只需供给有功功率。