低压配电网功率因数补偿系统设计软件.pdf

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摘要

在电力系统中，由于大量输变电设备的存在，其在使用过程中产生磁场，形

成感性负载。感性负载的存在导致电网功率因数的下降。为了改善和提高电力系

统的电压质量，充分发挥输变电设备的效能，就必须就地平衡无功。本装置设计

的目的正是利用控制投切电容组数来到达电感平衡。

低压配电网功率因数补偿系统由控制核心电路和补偿执行机构组成。主控电

路主要完成采样和数据处理并输出控制信号，执行机构采用继电器控制电容组的

投切。其中CPU采用80C196KB作为主控芯片，控制电网无功功率、电压、电流等

参数的实时监测；A/D转换采用12位的高性能A/D转换器MA*197；通过MOC3083

来控制晶闸管的过零触发导通，从而投切电容器，到达了甚至消除了合闸涌流的

目的。显示局部为DMLS字符液晶显示模块。软件局部采用汇编语言及C语言进展

编程，主要包括主程序的设计、A/D转换、数据处理、电容器的投切控制等几大局

部。

本装置具有响应快，性能稳定，操作方便等特点，具有广阔的应用前景。

关键词：无功补偿；功率因数；晶闸管投切电容器；触发脉冲

目录

第1章绪论1

1.1功率因数补偿器的设计3

第2章无功补偿装置的芯片选择与分析4

2.1CPU芯片的选择与应用4

2.2EPROM272569

2.3A/D转换芯片的选择10

2.4液晶显示模块〔LCD〕14

2.5时钟芯片19

第3章系统软件设计24

3.1系统软件的设计24

3.1.1程序设计语言的选择24

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3.1.2主程序的设计25

3.1.3主程序的说明26

3.2电容器投切判断及投切控制子程序设计27

参考文献28

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1.1功率因数补偿器的设计

研究低压配电网智能功率因数补偿器的意义在于通过对无功功率的补偿，来

改善和提高电力系统电压质量，充分发挥输变电设备的效能，减少电力损失，保

证电网平安经济的运行。其主要设计包括以下几个方面：

1.补偿器的主电路图的设计：主要包括电容器的分组，每组由晶闸管控制，

根据电网的无功需求并且在最正确时刻来进展投切。

2.系统的硬件电路图的设计：补偿器的控制芯片采用MCS-96系列单片机

80C196KB；A/D转换采用12位的高性能A/D转换器MA*197；通过MOC3083来控制

晶闸管的过零触发导通，从而投切电容器；并用时钟芯片DS12887来记录时间并

具有掉电保护的功能。

3.系统的软件设计：数据采集及计算局部采用快速傅立叶算法，对一系列的

电参量进展分析计算，以及显示电参量。系统的编程采用汇编语言及C语言。

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第二章无功补偿装置的芯片选择与分析

自从1976年Intel公司推出第一批单片机以来，80年代单片机技术进入快速开展

时期，近年来，随着大规模集成电路的开展，单片机继续朝快速、高性能方向开

展，从4位、8位单片机开展到16位、32位单片机。单片机主要用于控制，它的

应用领域普及各行各业，大到航天飞机，小至日常生活中的冰箱、彩电，单片机

都可以大显其能。单片机在国的三大领域中应用得十分广泛：