基于51单片机的全自动无功补偿装置的设计_secret

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1、目录摘要2Abstract2第一章绪论第二章全自动无功补偿装置的硬件构成第三章各测量量的测量原理、算法及硬件电路3.1电压和电流的采集43.2电压、电流及功率因素和有功功率的计算5第四章补偿电容量的计算及电容器的选择4.1总的补偿电容量的确定64.2电容容量的选择7第五章LED显示及键盘设计电路5.1LED显示电路的设计85.2键盘电路的设计8第六章电容投切装置的实现6.1电容投切原理96.2电容投切单元电路的实现9第七章全自动无功补偿装置的软件实现第八章结语第九章致谢参考文献..1127摘要：设计了一种全自动无功补偿装置。此装置是在考察先前的手动或电磁式无功补偿装置的基础上

2、由笔者自行设计的，主要采用AT89C51单片机作为微处理器实现全自动控制。系统对电网电压和电流进行采样、计算，从而获得COS∮和有功功率。本装置可实现功率因素从COS∮=0.6补偿到COS∮=0.95，且能保证功率因素变化时电容的自动投切，能实时显示出当前功率因素、电流和有功功率，并能实现手动和自动控制。关键字：无功补偿AT89C51单片机功率因素自动控制　　Abstract:Afullyautomaticreactivepowercompensationdevices.Thisdeviceisinthepreviousinspectionmanualorelectromag

3、neticreactivepowercompensationdevicesbasedonself-designedbytheauthor,mainlyusingAT89C51single-chipmicroprocessorastherealizationofautomaticcontrol.Systemtothepowergridvoltageandcurrentsampling,computing,togainCOS∮andactive.ThedevicecanberealizedfromthepowerfactorCOS∮=0.6compensationtotheCOS

4、∮=0.95,powerfactorandcanensurethatchangesintheautomaticswitchingtoreal-timeshowsthatthecurrentpowerfactor,currentandactive,andcanachievethemanualandautomaticcontrol.keywords:reactivepowercompensation；AT89C51single-chipmicroprocessor；powerfactor；automaticcontrol第一章绪论在电力系统中，无功功率既有其有益的一面，也有其有害

5、的一面。有益的是，电力网在运行时，电源供给的无功功率是电能转换为其它形式能量的前提，它为电能的输送、转换创造了条件。而有害的是，在电力系统输送电能的过程中，无功功率不足，将使系统中输送的总电流增加、使变压器的出力减少、供电线路及系统设备有功功率损耗增大、线路末端电压下降；同时，对于电力用户来说，过多地从电网中吸取无功，不仅使电网电能质量下降，也影响自身的用电和生产，使企业效益下降，甚至招致罚款。因此，为了减少无功的损失和避免其在电网中的不当流动，必须进行无功补偿。而据统计，10kV以下电压等级的网损约占整个网损的50％以上，其中又以配电变压器和用户感性负荷所消耗的无功损耗为重

6、点，所以，将无功补偿的重点放在380V电压等级的配电变压器和低压用户处是行之有效的降损节能措施。故笔者特定针对单相电（电压：0—220V,电流：0—100A）设计了此全自动无功补偿装置。27此装置根据常规要求及具体情况设计了10组补偿电容，可把电网的功率因素从COS∮=0.6补偿到COS∮=0.95。同时，利用AT89C51单片机驱动SSR固态继电器实现了功率因素变化时电容的自动投切，此外，也可以通过键盘进行手动控制，实现电容的投切，从而进行补偿。装置还可以实时采集到电网侧的电压和电流，通过微机计算、处理，同时利用8位LED电路显示实时功率因素，电流及有功功率。最终实现全自动

7、无功补偿。第二章全自动无功补偿装置的硬件构成该装置核心硬件采用AT89C51单片机实现，AT89C51单片机是现在人们用的最多的单片机种类之一，其结构简单、成本低廉、功能较全且便于扩展，虽然处理速度赶不上现在大多数的微处理器，如DSP、嵌入式微处理器ARM9等，但在此设计中完全可以满足和实现全自动无功补偿装置的要求。　　实时参数分别采集电网侧电压、电流，经过电压形成电路分别对电压电流进行变换。同时由CPU中的定时器定时控制对经过低通滤波出来的信号进行采样并保持，再通过多路转换开关，分别经高速A／D转换单