无功补偿控制器软件部分毕业设计

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1、无功补偿控制器软件部分毕业设计目　　录Ａbstract3摘　要4第一章绪论51.1课题介绍51.2国内外研究景况51.3总体方案6第二章测量原理71.1功率因素的确定71.2交流采样81.3电压电流的计算9第三章硬件部分103.1单片机的选择（控制单元）103.2A/D转换技术133.2.1A/D转换概念133.2.28098内带A/D转换器143.2.3次比较型A/D转换器153.3集成稳压163.3.1桥式整流电路163.3.2滤波电路173.3.3线性稳压器78XX，79XX的运用183.4检测部分193.4.1电压检测193

2、.4.2电流检测203.5执行部分213.5.1控制电路233.5.2　补偿电力电容器/Y型的选择233.5.3电力电容器的故障243.6相位数字化测量253.6.1相位测量的基本原理263.6.2功率检测283.7显示端303.8控制电路323.9系统时钟34583.10复位电路353.11硬件抗干扰35第4章　软件部分384.1相位差计算子程序流程图　(图4.1)404.2控制子程序流程图(图4.2)404.3余弦函数子程序404.4软件抗干扰设计40结束语42参考文献44致谢45附　　录4658Ａbstract58摘　要本文介

3、绍了无功功率自动补偿控制器。其主要面向220V工业电力网。实验基于单片机8098的运用来对所采样的电压和电流进行测量和比较，并进行相应的补偿，结果通过四个LED数码管显示出来。本次以16位8098单片机为核心，其中运用到单片机8098中的A/D转换的单元，可编程高速输入端口单元，以及监测单元看门狗系统。本次设计的硬件部分由四个部分：检测部分，控制部分，执行部分，单片机部分组成。在检测部分中直接采用了交流采样，将得到的信号送入主控部分，再由单片机进行处理，最后由显示单元显示。[关键词]单片机8098A/D转换电力电子器件无功功率58第

4、一章绪论1.1课题介绍电力系统中，无功功率主要用于电路内电场与磁场的交换，并用以在电气设备中建立和维持磁场的公路。无功功率对外不作功，只是转化成其他形式的能量。凡是电磁线圈的电气设备，要建立磁场就要消耗无功功率。由于他不对外作功，故又叫无功功率。无功电源如同有功电源一样，是保证电力系统能量，电压质量，降低网络损耗以及安全运行所不可缺少的部分。在电力系统中，无功要保持平衡，否则，将会使系统电压下降，严重时，会导致设备得不到充分利用，促使网络传输能力下降，损耗增加。因此，解决好网络补偿问题，对网络降损节能有着极为重要的意义。1.2国内外

5、研究景况无功功率近二、三十年代来，由于大变电站和起高远距离线路的建成，变压等级的增加，使电网的无功功率消耗比例日益增大。美国主网的功率因素已接近于1，原苏联的法规定功率因素大于0.9，日本战后大力提高功率因素，以度过供电难关。我国电力工作部门过去对无功问题不够重视。近年来，电力工业部办法了有关条例，并着手研究解决无功补偿方面的有关问题，尤其是在提高电力电容器制造质量和新产品制造等方面，无功功率不足的问题，已逐步得以改善。对于一般工业用户而言，要求功率因素为0.85，即供应每兆瓦时有功电量，则免费供应电量为619kvar58。这种搭配

6、比例已不适应大电力系统的发展，因为大电网的起高压输变电设备，输送无功的损耗很高，并且随负载波动变化很大。要考虑自动调整的无功补偿。目前，就我国农村和城市的生活用电而言，电量不断的增长，但民用电器的功率φ因素很低，因此，供电部门和政府有关部门应对民用电器生产实行严格的监督，要求cosφ应对不低于0.95，否则将不颁发产品合格证。在我们的设计中，补偿要求是cosφ应不低于0.9。1.3总体方案采样方法：1）在一个交流采样周期20中，采样点一般为大于12，精确度较高。在这里，我们进行软件多次采样，采样点不断的循环逼近波峰值并以次计算出所采

7、电压电流的有效值。2)在一个显示周期1s中，经过50个采样周期，将每一个采样周期所采的电压电流有效值计算出平均值。显示方法：用LED七段显示，在接口处设按钮开关，可以控制显示电路的功能选择。依据按的次数不同依次显示：电压，电流，和功率因数，并可以自动复位。投切方法：单片机8098芯片输出端，当需要投切时输出为1，接通相应的继电器。通过继电器与之相匹配的触头，来控制投切端的电力电容器的投切。电力电容器并联保护装置的发光二极管用以放电保护。单片机选择：选用带自动监测系统WTD，A/D转化器以及高速可编程输入输出口的16位微机芯片。58第

8、二章测量原理1.1功率因素的确定电力网除了要负担用电负荷的有功功率P，还要负担负荷的无功功率。有功功率无功功率以及视在功率之间存在下述关系即S=，而被定义为电力网的功率因素，其物理意义是在线路的视在功率S供给有功功率的消耗百分比。在电