低压动态无功补偿装置的设计 二

低压动态无功补偿装置的设计

摘要：TSC型低压动态无功补偿装置是静止无功补偿技术的发展，本文综述了电力系统无功补偿技术的发展现状，针对无功功率和谐波引起的电网质量下降、经济效益不好和机械开关投切补偿电容器的不足，研制出的一种新型晶闸管投切电容器动态无功补偿装置，以80196KB单片机作为控制系统的核心，从无功补偿原理出发，建立电容器自动补偿的最优控制方法，并且采用晶闸管无触点开关实现电容器组的快速自动投切，它通过检测晶闸管无触点开关两端电压为零作为触发的必备条件，具有硬件闭锁保护，避免了误触发造成的冲击电流损坏元件。

关键词：无功补偿；晶闸管；晶闸管投切电容器；零电压触发；单片机控制

目   录

摘  要 Ⅰ

Abstract Ⅰ

第1章 绪论 1

1.1动态无功补偿的意义 1

1.2无功补偿技术的发展 1

1.2.1无功补偿的作用与类型 1

1.3课题研究内容 2

1.3.1课题来源 2

1.3.2主要研究内容 2

第2章 低压动态无功补偿的原理 4

2.1概述 4

2.2无功补偿的原理 5

2.3无功分量的检测方法 6

2.3.1无功电流幅值的检测 6

2.3.2无功功率的检测 7

2.4检测点的选择 8

2.5零电压投入技术 9

2.5.1零电压投入的必要性 9

2.5.2零电压投入的方法 9

第3章 主电路与控制器硬件系统的设计 11

3.1 总体方案 11

3.2 主电路的设计及器件的选择 11

3.2.1主电路的设计 12

3.3元器件的选择 12

3.3.1投切元件的选择 12

3.3.2电容器接线方式的选择 13

3.3.3电容器组的确定 14

3.3.4 晶闸管的选择 15

3.3.5 补偿容量的确定 16

3.3.6 其它器件的选择 16

3.4 控制电路的设计 18

3.4.1 控制电路总体介绍 18

3.4.2 单片机的选择 19

3.4.2.1  80C196KB单片机的特点 19

3.4.2.2 存储器的扩展和地址分配 20

3.4.3 数据采集板 20

3.4.4 晶闸管触发电路板 21

3.5 交流采样的设计 21

3.5.1信号变换和预处理 21

3.5.1.1电压互感器和电压互感器的选择 21

3.5.2  A/D转换 23

3.6电网频率的测量电路 25

3.7晶闸管触发电路 26

3.7.1晶闸管触发电路的基本原理 26

3.7.2触发脉冲的形成 26

3.7.3 晶闸管零电压触发电路 26

3.7.4触发脉冲驱动及输出电路 29

3.8 RS-485通信接口 29

3.8.1 RS-485标准接口简介 29

3.8.2 RS-485通信接口电路 29

3.9 键盘和液晶显示电路 30

3.9.1 8279的结构 30

3.9.2 80C196KB和8279的接线及电路原理 32

3.9.3 8279编程 34

第4章 控制系统软件设计 36

4.1控制器软件的设计 36

4.1.1系统程序工作流程 36

4.1.2控制输出程序模块 37

4.2 中断源 37

第5章  抗干扰技术 39

5.1 硬件抗干扰 39

5.1.1 RAM数据掉电保护 39

5.1.2复位电路设计 39

5.1.3 watchdog电路 40

5.2 软件抗干扰 41

5.2.1 指令冗余技术 41

5.2.2 标志检测 41

5.2.3 算术平均滤波 42

结束语 43

参考文献 44

致 谢 45