基于单片机的静止无功补偿装置TSC的投切控制器设计

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时间:2019-10-18

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1、摘要随着科技的快速发展,大型的冲击性负荷在生产生活屮得到广泛应用,由于这些负荷大多呈现感性,引起电网电压的波动、闪变等严重影响电能质量的问题,针对这种情况,我们决定采用无功补偿来解决这一系列问题。实际上,无功补偿在20世纪20年代已经出现,至今己经发现多种补偿方式。但是从经济、技术层面考虑,晶闸管投切电容器(TSC)无功补偿装置无疑是最具性价比的补偿方式,因此本文的主要FI的是设计一种基于单片机的静止无功补偿装置TSC的投切控制器,为系统提供充足的无功功率。本文首先对无功补偿的基本原理以及控制策略进行阐述,然后对无功补偿样机装置的软硬件进行设计。硬件部分使用STC12C5A60S2作为

2、主控芯片,STC12C5A60S2是一种内部集成复位电路的双串口的单片机,它能够完成简单的数据处理和存储、电压电流检测、无功补偿自动投切控制等功能。软件设计遵循模块化设计原则,通过C语言进行编程,保证系统拥有稳健的软件控制体系,然后借助于组态王设计上位机,实现与电脑通讯的功能。当功率因数低于正常值时,系统通过主控制器实现TSC无功补偿,保证系统的功率因数稳定在正常范围。最后,对此次设计方案和实际补偿效果进行比较与总结,为无功补偿技术的进一步发展打下基础。关键词:TSC;无功补偿;功率因数;电能质量;上位机AbstractWiththerapiddevelopmentofsciencea

3、ndtechnology,largeimpactloadsarewidelyusedinindustryandlife,becausetheseloadsaremostlypresentingperceptual,whichhavelotsofnegativeeffectonpowerqualityproblems,suchasvoltagefluctuationandflickerofpowergrid.Wedecidedtousethereactivepowercompensationtosolvetheproblemsinthiscase.Infact,thereactivepo

4、wercompensationhasappearedinthetwentiesofthe20thcentury,wehavefoundnumerouswaysofcompensationnow.Buttakingtheeconomicalandthetechnicalfactorsintoconsideration,theThyristor-SwitchedCapacitor(TSC)isthemostcost-effectivewayundoubtedly,sothemainpurposeofthispaperisthatdesignaTSCreactivepowercompensa

5、tiondevicebasedonsingle-chipstaticswitchingcontrollertoensurepowerquality.Thebasictheoryandcontrolstrategyofreactivepowercompensationisdescribedinthepaper,andthenthehardwareandsoftwareoftheprototypedeviceofreactivepowercompensationisdesigned.ThehardwarepartusesSTC12C5A60S2asthemaincontroller,the

6、STC12C5A60S2isaMCUofdualserialintegratedinternalresetcircuit,itcanmakesomesimplethedataprocessingandstorage,measurementofvoltageandcurrent,reactivepowercompensationandautomaticswitchingonoroffcontrol.SoftwaredesignobeytheprincipleofmodulardesignbytheClanguageprogramming,toensurethatthesystemhasa

7、stablesoftwarecontrolsystem;HardwarerealizesthecommunicationfunctionwithcomputerbasedonKingview.Whenthepowerfactorislowerthanthenormalvalue,systemrealizeTSCreactivepowercompensationbymaincontroller,toremainpowerfactorintheno

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