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1、您的论文得到两院院士关注电子设计文章编号:1008-0570(2010)08-2-0175-02高可靠性智能复合开关的研制DevelopmentontheIntelligentCompoundSwitchofHighReliability(华中师范大学)李齐艳邓健黄光明LIQi-yanDENGJianHUANGGuang-ming摘要:提出了一种集投切、过压保护、断相检测和温度检测于一体的具有标准通信接口的智能复合开关方案。以超强抗干扰能力的STC12C5412为主控制器,485为通信接口,通过继电器和可控硅并联工作实现过零平滑投切的功能,并采用压敏电
2、阻和热敏电阻等实现开关的各类保护。介绍了系统的硬件设计和软件编程。实际应用表明该智能复合开关具有低成本、高可靠性等优势,能有效提高无功补偿装置的工作效率。关键词:电容投切;复合开关;无功补偿中图分类号:TM564文献标识码:BAbstract:Aschemeofanintelligentcompoundswitchispresentedinthispaper.Withastandardcommunicationinterface,thiskindofswitchisaintegrationofswitching,over-voltageprotecti
3、on,open-phaseandtemperaturedetection.STC12C5412asthemaincon-troller,and485asthecommunicationinterface,itrealizedasmoothzero-crossingswitchingbytheparallelofrelayandsicioncon-技trolledrectifier;atthesametime,itprotectedtheswitchbyvaristorandtheristor.Thehardwaredesignandsoftwarepr
4、ogramingareal-sointroduced.Thepracticalapplicationprovedthatwiththeadvantageoflow-costandhighreliability,thiscompoundswitchcounld术enhancethesecurityandreliabilityofreactivepowercompensation.Keywords:switchingofcapacitor;compoundswitch;no-powercompensation创闸或合闸。同时,根据开关状态检测电路提供的状态
5、信息,发出引言新相应的开关保护命令。通信接口实现主控制器与无功补偿控制随着国家对电网效率和质量要求的提高,无功补偿装置在器之间数据传输。开关状态监测电路实时监测开关两端的电压电力系统中的应用越来越广泛。它对无功功率进行集中补偿,是差以确定开关是否正常工作。有效降低线损、提高电网供电质量、节约电能的有效途经。而电复合开关由双向可控硅和磁保持继电器并联组成。投入补容投切开关作为无功补偿系统的重要组成部分,是实现无功补偿电容时,首先使能可控硅的触发脉冲,使其在电压过零点导通,偿电容器投切操作的动作执行部件。它的动作好坏将直接影响且导通后可控硅两端压差很小,此
6、时接通继电器不会产生冲击无功补偿装置的工作效率以及电网质量。传统的无功补偿装置电流即可实现开关合闸。切除补偿电容时,首先断开继电器,由主要以继电器或可控硅单独实现电容投切,存在涌流大、功耗大于可控硅的触发脉冲依然有效,原本流过继电器的电流会转而等缺点,已逐渐被智能复合开关取代。智能复合开关集中了继电流向可控硅,所以断开继电器瞬间不会拉弧,继电器断开后禁能器低导通电阻特性和可控硅过零点动作的优点,可实现过零的可控硅的触发脉冲,可控硅在电压过零点断开,完成开关分闸动平滑投切。本文以超强抗干扰能力的STC12C5412为主控制器,作。这样,复合开关即可有效实
7、现补偿电容的过零平滑投切,并采用485的标准通信接口和开关状态检测等电路实现一个独消除合闸涌流、操作过电压等问题。立且功能完善的智能复合开关,同时提出了电路抗干扰和强电2系统硬件设计保护的多种方法。2.1主控制器介绍1系统整体设计及主要原理本文采用宏晶科技的STC12C5412芯片作为主控制器,该系统组成如图1所示,包括主控制器、通信接口、开关状态芯片是一款高性能的单周期8051单片机,可提供高达12kB监测电路和复合开关四部分。Flash和512BSRAM,内部Flash支持在系统编程(ISP)和在应用编程(IAP)。同时,该芯片还集成了RC振荡器、
8、上电复位电路、看门狗定时器、通用异步串行口(UART)、串行外设接口(SPI)、定时/计数器等
